📌 TCP 3-way-handshake & 4-way-handshake를 다룹니다.

TCP 3-way-handshake

TCP의 3-way-handshake란 TCP 통신을 시작하기 전에 논리적인 경로 연결을 수립 (Connection Establish) 하는 과정이다.

3-way-handshake 과정을 통해 양쪽 모두 데이터를 전송할 준비가 되었다는 것을 보장한다.

A 프로세스(Client)가 B 프로세스(Server)에 연결을 요청

1. A(CLOSED) -> B(LISTEN) : SYN(a)

   • 프로세스 A가 연결 요청 메시지 전송 (SYN)
   • 이 때 Sequence Number를 임의의 랜덤 숫자(a)로 지정하고, SYN 플래그 비트를 1로 설정한 segment를 전송한다.

2. B(SYN_RCV) -> A(CLOSED): ACK(a+1), SYN(b)

   • 연결 요청 메시지를 받은 프로세스 B는 요청을 수락(ACK)했으며, 요청한 A 프로세스도 포트를 열어달라(SYN)는 메시지 전송
   • 받은 메시지에 대한 수락에 대해서는 Acknowledgement Number 필드를 (Sequence Number + 1)로 지정하여 표현한다. 그리고 SYN과 ACK 플래그 비트를 1로 설정한 segment를 전송한다.

3. A(ESTABLISHED) -> B(SYN_RCV) : ACK(b+1)

   • 마지막으로 프로세스 A가 수락 확인을 보내 연결을 맺음 (ACK)
   • 이 때, 전송할 데이터가 있으면 이 단계에서 데이터를 전송할 수 있다.

최종 PORT 상태 : A-ESTABLISHED, B-ESTABLISHED (연결 수립)

TCP 4-way-handshake

TCP의 4-way-handshake는 논리적인 경로 연결을 해제 (Connection Termination) 하는 과정이다.

A 프로세스(Client)가 B 프로세스(Server)에 연결 해제를 요청

1. A(ESTABLISHED) -> B(ESTABLISHED) : FIN

   • 프로세스 A가 연결을 종료하겠다는 FIN 플래그를 전송
   • 프로세스 B가 FIN 플래그로 응답하기 전까지 연결을 계속 유지

2. B(CLOSE_WAIT) -> A(FIN_WAIT_1) : ACK

   • 프로세스 B는 일단 확인 메시지(ACK)를 보내고 자신의 통신이 끝날 때까지 기다린다.
   • Acknowledgement Number 필드를 (Sequence Number + 1)로 지정하고, ACK 플래그 비트를 1로 설정한 segment를 전송한다.
   • 그리고 자신이 전송할 데이터가 남아있다면 이어서 계속 전송한다. (클라이언트 쪽에서도 아직 서버로부터 받지 못한 데이터가 있을 것을 대비해 일정 시간동안 세션을 남겨놓고 패킷을 기다린다. 이를 TIME_WAIT 상태라고 한다.)

3. B(CLOSE_WAIT) -> A(FIN_WAIT_2) : FIN

   • 프로세스 B의 통신이 끝나면 이제 연결 종료해도 괜찮다는 의미로 프로세스 A에게 FIN 플래그를 전송한다.

4. A(TIME_WAIT) -> B(LAST_ACK) : ACK

   • 프로세스 A는 FIN 메시지를 확인했다는 메시지를 전송 (ACK)
   • 프로세스 A로부터 ACK 메시지를 받은 프로세스 B는 소켓 연결을 해제한다.

최종 PORT 상태 : A-CLOSED, B-CLOSED (연결 해제)

참고

https://github.com/Seogeurim/CS-study