📌 3 way handshake & 4 way handshake

해당 과정은 TCP 연결을 성립하고 해제하는 과정입니다. 여기서 3 way handshake는 연결을 성립, 4 way handshake는 연결을 해제합니다.

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

플래그 정보

• TCP Header에는 CONTROL BIT(플래그 비트, 6bit)가 존재하며, 각각의 bit는 URG-ACK-PSH-RST-SYN-FIN의 의미를 가진다.

즉, 해당 위치의 bit가 1이면 해당 패킷이 어떠한 내용을 담고 있는 패킷인지를 나타낸다.

• SYN(Synchronize Sequence Number) / 000010

연결 설정. Sequence Number를 랜덤으로 설정하여 세션을 연결하는 데 사용하며, 초기에 Sequence Number를 전송한다.

• ACK(Acknowledgement) / 010000

응답 확인. 패킷을 받았다는 것을 의미한다.
Acknowledgement Number 필드가 유효한지를 나타낸다.
양단 프로세스가 쉬지 않고 데이터를 전송한다고 가정하면 최초 연결 설정 과정에서 전송되는 첫 번째 세그먼트를 제외한 모든 세그먼트의 ACK 비트는 1로 지정된다고 생각할 수 있다.

• FIN(Finish) / 000001

연결 해제. 세션 연결을 종료시킬 때 사용되며, 더 이상 전송할 데이터가 없음을 의미한다.

👋🏻 3 way handshake

3 way handshake란?

TCP 통신을 이용하여 데이터를 전송하기 위해 네트워크 연결을 설정하는 과정

양쪽 모두 데이터를 전송할 준비가 되었다는 것을 보장하고, 실제로 데이터 전달이 시작하기 전에 상대가 준비되었다는 것을 알 수 있도록 합니다.

• 즉, TCP/IP 프로토콜을 이용해서 통신을 하는 응용 프로그램이 데이터를 전송하기 전에 먼저 정확한 전송을 보장하기 위해 상대방 컴퓨터와 사전에 세션을 수립하는 과정을 의미합니다.

3 way handshake 과정

1. A(Client) -> B(Server) : SYN

• 접속 요청 프로세스 A가 연결 요청 메시지 전송(SYN)
• 송신자가 최초로 데이터를 전송할 때 Sequence Number를 임의로 랜덤 숫자로 지정하고, SYN 플래그 비트를 1로 설정한 세그먼트를 전송
• PORT 상태 - A : CLOSED, B : LISTEN

2. B(Server) -> A(Client) : 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 전송
• PORT 상태 - A : CLOSED, B : SYN_RCV

3. A(Client) -> B(Server) : ACK

• PORT 상태 - A : ESTABLISHED, B : SYN_RCV
• 마지막으로 접속 요청 프로세스 A가 수락 확인을 보내 연결을 맺음(ACK)
• 이때, 전송할 데이터가 있으면 이 단계에서 데이터를 전송 가능
• PORT 상태 - A : ESTABLISHED, B : ESTABLISHED

👋🏻 4 way handshake

4 way handshake란?

TCP의 세션을 종료하기 위해 연결을 해제하는 과정

4 way handshake 과정

1. A(Client) -> B(Server) : FIN

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

2. B(Server) -> A(Client) : ACK

• 프로세스 B는 일단 확인 메시지를 보내고 자신의 통신이 끝날 때까지 기다림 -> TIME_WAIT 상태
• 수신자는 Acknowledgement Number 필드를 (Sequence Number + 1)로 지정하고, ACK 플래그 비트를 1로 설정한 세그먼트를 전송
• 자신이 전송할 데이터가 남아있다면 이어서 계속 전송

3. B(Server) -> A(Client) : FIN

• 통신이 끝난 프로세스 B가 종료 요청에 동의한다느 의미 -> A에게 FIN 플래그를 전송

4. A(Client) -> B(Server) : ACK

• 프로세스 A는 확인했다는 메시지를 전송

참고

• https://jeongkyun-it.tistory.com/180
• https://gmlwjd9405.github.io/2018/09/19/tcp-connection.html

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