[네트워크] TCP의 3 way handshake와 4 way handshake

Goal 

1. 3-way handshake에 대해 알아본다
2. 4-way handshake에 대해 알아본다

 

 TCP 란?  

TCP는 장치들 사이에 논리적인 접속을 성립(establish)하기 위하여 연결을 설정하여 신뢰성을 보장하는 연결형 서비스 이다.

 

 3-way handshake 란 ?  

• TCP 통신을 이용하여 데이터를 전송하기 위해 네트워크 연결을 설정(Connection Establish) 하는 과정
• 양쪽 모두 데이터를 전송할 준비가 되었다는 것을 보장하고, 실제로 데이터 전달이 시작하기 전에 한 쪽이 다른 쪽이 준비되었다는 것을 알 수 있도록 한다.
• 즉, TCP/IP 프로토콜을 이용해서 통신을 하는 응용 프로그램이 데이터를 전송하기 전에 먼저 정확한 전송을 보장하기 위해 상대방 컴퓨터와 사전에 세션을 수립하는 과정을 의미한다.

• A 프로세스(client)가 B프로세스(server)에 연결을 요청
  1. A -> B: SYN
     • 접속 요청 프로세스 A가 연결 요청 메시지 전송 (SYN)
     • 송신자가 최초로 데이터를 전송할 때 Sequence Number를 임의의 랜덤 숫자로 지정하고, SYN 플래그 비트를 1로 설정한 세그먼트를 전송한다.
     • PORT 상태 - B: LISTEN, A: CLOSED
  2. B -> A: SYN + ACK
     • 접속 요청을 받은 프로세스 B가 요청을 수락했으며, 접속 요청 프로세스인 A도 포트를 열어 달라는 메시지 전송 (SYN + ACK)
     • 수신자는 Acknowledgement Number 필드를 (Sequence Number + 1)로 지정하고, SYN과 ACK 플래그 비트를 1로 설정한 세그먼트를 전송한다.
     • PORT 상태 - B: SYN_RCV, A: CLOSED
  3. A -> B: ACK
     • PORT 상태 - B: SYN_RCV, A: ESTABLISHED
     • 마지막으로 접속 요청 프로세스 A가 수락 확인을 보내 연결을 맺음 (ACK)
     • 이때, 전송할 데이터가 있으면 이 단계에서 데이터를 전송할 수 있다.
     • PORT 상태 - B: ESTABLISHED, A: ESTABLISHED

 4-way handshake 란 ?  

• TCP의 연결을 해제(Connection Termination) 하는 과정

• A 프로세스(Client)가 B 프로세스(Server)에 연결 해제를 요청
  1. A -> B: FIN
     • 프로세스 A가 연결을 종료하겠다는 FIN 플래그를 전송
     • 프로세스 B가 FIN 플래그로 응답하기 전까지 연결을 계속 유지
  2. B -> A: ACK
     • 프로세스 B는 일단 확인 메시지를 보내고 자신의 통신이 끝날 때까지 기다린다. (이 상태가 TIME_WAIT 상태)
     • 수신자는 Acknowledgement Number 필드를 (Sequence Number + 1)로 지정하고, ACK 플래그 비트를 1로 설정한 세그먼트를 전송한다.
     • 그리고 자신이 전송할 데이터가 남아있다면 이어서 계속 전송한다.
  3. B -> A: FIN
     • 프로세스 B가 통신이 끝났으면 연결 종료 요청에 합의한다는 의미로 프로세스 A에게 FIN 플래그를 전송
  4. A -> B: ACK
     • 프로세스 A는 확인했다는 메시지를 전송

참고 - 포트(PORT) 상태 정보

• CLOSED: 포트가 닫힌 상태
• LISTEN: 포트가 열린 상태로 연결 요청 대기 중
• SYN_RCV: SYNC 요청을 받고 상대방의 응답을 기다리는 중
• ESTABLISHED: 포트 연결 상태

 

 

참고

https://github.com/WeareSoft/tech-interview/blob/master/contents/network.md#questiontcp-%EA%B4%80%EB%A0%A8-%EC%A7%88%EB%AC%B8-1