3way handshake, 4way handshake

3way handshake

TCP 통신이 원활하게 이뤄지기 위해 통신을 준비하는 단계.
이 단계가 정상적으로 끝난 이후부터 통신이 시작된다.

왜 3way인가?

• 양쪽 끝에 있는 컴퓨터는 서로 sequence number를 통해 데이터를 트래킹한다.
  - 이 과정을 통해 신뢰성 있는 연결(데이터 전송)을 보장해준다.

동작설명

1. 클라이언트에서 SYN 과 seq No 를 보낸다.
   • 이 seq no를 통해 데이터의 순서를 알 수 있고, 어떤 데이터가 빠졌는 지 알 수 있다.
   • 이 값은 0부터 시작이아니라 임의로 만들어진 숫자부터 시작한다. (이 그림에서는 x)
2. 서버는 SYN에서 seq no를 받고, 1을 더한값을 ACK에 보내 seq no을 정상적으로 받았음을 알린다. 또한, 그 패킷에 SYN값과 서버쪽의 seq no를 만들어서 보낸다 (그림에서 y)
   • 양쪽(서버, 클라이언트)에서 seq no를 보내준다. 서로 이 숫자로 데이터를 트래킹함.
3. 클라이언트에서 ACK로 seq no+1(y+1)을 ACK로 보내서 서로의 통신이 잘 연결됬음을 확인한다.

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4way handshake

tcp 통신을 끝낼 때 사용하는 프로토콜
양쪽에서 서로가 끝났음을 확인시키고 통신을 종료한다.

왜 4way 인가?

• 한쪽이 통신을 종료한다고 보낸다 하여도, 반대쪽에서 보내야할 데이터가 남아있을 수 있다. 신뢰성있게 모든 데이터를 양쪽끝에서 보내고, 더 이상 보낼 내용이 없을 때 양쪽다 통신을 끊기 위해 3way에서 1단계가 더 추가된다.

동작방식

1. 클라이언트에서 FIN으로 종료를 알린다. seq 역시 보내준다.
   • 이제 클라이언트는 서버에서 아직 덜 보낸 내용만 더받기를 기다린다.
   • 이 메시지 이후에는 클라이언트에서의 요청은 없다고 생각한다.
2. 서버에서 ACK를 통해 FIN을 받았음을 알린다.
   • 그림에서 u+1을 ACK로 보내 u를 받았음을 알린다.
   • 서버에서 더 보낼 내용이 있을 수 있으므로, seq내용은 여기서는 v이나 후에 w(v+더보낼내용의 개수)가 된다.
3. 서버도 보낼내용을 다보낸 상황. FIN을 보내고, 이 패킷에 맞는 seq (그림에서 w)를 같이보낸다. 또한 클라이언트는 FIN으로 u를 보내고 더이상 보내지 않으므로 ACK는 여기서도 u+1이다.
4. 클라이언트가 서버의 FIN을 받고, 마지막 메시지를 보내고 종료한다. 서버또한 이메시지를 받으면 통신을 종료한다.

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결론 및 추가설명

• TCP의 신뢰성있는 통신을 위해 시작과 끝에 이러한 프로토콜이 생겼다.
• 강제종료되는 상황을 빼면, 양쪽 다 요청한 데이터를 온전하게 받을 수 있도록 설계되어 있다.
• 단, 강제종료에 대한 처리가 없을 경우, 무한정으로 기다리거나 계속 못받은 패킷을 요청하는식의 문제가 있을 수 있으므로, 특정한 임계값을 줘서 이 시간을 지나도록 메시지가 않오면 연결을 끊는 식으로 강제종료에 대한 문제를 어느정도 해결한다.