매주 진행하는 면접스터디에서 아래의 질문들에 대한 정리를 모은 글입니다.
Interview_Question_for_Beginner/Network
[TCP] 3-way-handshake & 4-way-handshake
SYN/ACK란?
[네트워크] 3-way / 4-way Handshake 란?
Computer Networks: Crash Course Computer Science #28
TCP/IP란?
TCP(Transmission Control Protocol)
IP 네트워크의 두 컴퓨터 간의 연결 지향 통신을 위한 전송 계층 호스트 간 프로토콜이다. 가상 포트를 사용하여 두 컴퓨터 간의 물리적 연결을 재사용할 수 있는 가상 종단 간 연결을 만든다.
전송 제어 프로토콜은 인터넷 프로토콜 스위프트의 핵심 프로토콜 중 하나로, IP와 함께 TCP/IP라는 명칭으로 널리 불린다. TCP는 근거리 통신망이나 인트라넷, 인터넷에서 연결된 컴퓨터에서 실행되는 프로그램 간에 일련의 옥텟을 안정적으로, 순서대로, 에러없이 교환할 수 있게 한다.
IP(Internet Protocol)
인터넷 프로토콜은 송신 호스트와 수신 호스트가 패킷 교환 네트워크에서 정보를 주고받는 데 사용하는 정보 위주의 규약이다. OSI 네트워크 계층에서 호스트의 주소지정과 패킷 분할 및 조립 기능을 담당한다.
ACK, SYN
ACK란 Acknowledgment(승인)의 약자로 요청을 확인했다는 응답을 뜻한다.
SYN이란 Synchronize(동시에 발생하다) Sequence Number의 약자이다. 연결이 이루어지도록 요청하는 의미이다.
📌3-way Handshake
양쪽 모두 데이터를 전송할 준비가 되었다는 것을 보장하며 상대편에 대한 초기 순차일련번호를 얻을 수 있도록 한다.
3단계 연결 성립
- 클라이언트는 서버에 접속을 요청하는 SYN(M) 패킷을 보낸다.
- 서버는 클라이언트의 요청 패킷을 받고 요청을 수락한다는 ACK(M+1)과 SYN(N)이 설정된 패킷을 발송한다.
- 클라이언트는 서버의 수락 응답 패킷을 받고 ACK(N+1)을 서버로 보낸다. 연결이 성립된다.
📌4-way Handshake
3-way Handshake는 TCP의 연결을 초기화할 때 사용한다면, 4-way Handshake는 세션을 종료하기 위해 수행되는 절차이다.
4단계 연결 해제
- 클라이언트가 연결을 종료하겠다는 FIN 플래그를 전송한다. 이때 클라이언트는 FIN_WAIT 상태가 된다.
- 서버는 클라이언트의 요청을 받고, 알겠다는 확인 메세지로 ACK를 보낸다. 그리고 나서 데이터를 모두 보낼 때까지 잠깐 TIME_OUT이 된다. 이때 서버는 CLOSE_WAIT 상태가 된다.
- 데이터를 모두 보내고 통신이 끝났으면, 연결이 종료되었다는 FIN 플래그를 전송한다. 이때 서버는 LAST_ACK 상태가 된다.
- 클라이언트는 종료 메세지를 확인하였다는 ACK를 보낸다. 서버는 ACK 메세지를 받고 소킷 연결을 CLOSE한다. 클라이언트는 아직 서버로부터 받지 못한 데이터가 있을 것을 대비해 일정 시간동안 세션을 남겨놓고 잉여 패킷을 기다린다(TIME_WAIT).
TIME_WAIT
서버에서 FIN을 전송하기 전에 전송한 패킷이 Routing 지연이나 패킷 유실로 인한 재전송 등으로 인해 FIN 패킷보다 늦게 도착하는 상황이 발생한다면 어떻게 될까? 만약 클라이언트는 FIN을 받고 세션을 종료한다면 뒤늦게 도착하는 패킷은 Drop되고 데이터는 유실될 것이다.
클라이언트는 이러한 현상에 대비하여 서버로부터 FIN을 수신하더라도 일정시간(default 240초)동안 세션을 남겨놓고 잉여 패킷을 기다린다. 이 과정을 TIME_WAIT라고 부른다. 일정시간이 지나면, 세션을 만료하고 연결을 종료시키며, CLOSE 상태로 변화한다.
