What we have to do is to be forever curiously
testing new opinions and courting new impressions

우리가 해야 할 일은 끊임없이 호기심을 갖고
새로운 생각을 시험해보고 새로운 인상을 받는 것

GitHub 보러가기

TCP 연결

  • TCP란
  • TCP 3-way handshaking
  • TCP 4-way handshaking


TCP란

TCP의 정의

TCP(Transmission Control Protocol, 전송 제어 통신규약)

네트워크 계층 중 전송 계층에서 데이터를 segment라는

블록 단위 메세지의 형태로 보내기 위해 IP와 함께 사용하는 통신규약

장치들 사이에 논리적인 접속을 establish하기 위하여,

연결을 설정하여 신뢰성을 보장하는 연결형 서비스

TCP의 특징

  • TCP와 IP를 함께 사용하는데, IP가 데이터의 배달을 처리한다면 TCP는 패킷을 추적 및 관리
  • 연결형 서비스로 가상 회선 방식을 제공
  • 3-way handshaking 통해 연결 설정, 4-way handshaking 통해 연결 해제
  • 흐름제어 및 혼잡제어를 제공
    • 흐름제어
      • 데이터를 송신하는 곳과 수신하는 곳의 데이터 처리 속도를 조절하여 수신자의 버퍼 오버플로우를 방지
      • 송신하는 곳에서 감당이 안되게 많은 데이터를 빠르게 보내는 경우, 수신하는 곳에 문제 발생을 방지
    • 혼잡제어
      • 네트워크 내의 패킷 수가 넘치게 증가하지 않도록 방지
      • 정보의 소통량이 과다하면 패킷을 조금만 전송하여 혼잡 붕괴 현상 방지
  • 높은 신뢰성을 보장
  • UDP보다 느린 속도
  • 전이중(Full-Duplex), 점대점(Point to Point) 방식
    • 전이중
      • 전송이 양방향으로 동시에 일어날 수 있다.
    • 점대점
      • 각 연결이 정확히 2개의 종단점을 가지고 있다.
    • 멀티캐스팅이나 브로드캐스팅을 지원하지 않는다.
  • 연속성보다 신뢰성있는 전송이 중요할 때에 사용

포트(PORT) 상태

  • 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

TCP Header 안의 플래그 정보

  • TCP Header에는 CONTROL BIT(플래그 비트, 6bit)가 존재
  • 각각의 bit는 “URG-ACK-PSH-RST-SYN-FIN”의 의미
    • 해당 위치 bit가 1이면 해당 패킷이 어떠한 내용을 담고 있는지 나타냄
  • SYN(Synchronize Sequence Number)
    • 연결 설정 / 000010
    • Sequence Number를 랜덤으로 설정하여 세션을 연결하는 데 사용
    • 초기에 Sequence Number를 전송
  • ACK(Acknowledgement)
    • 응답 확인 / 010000
    • 패킷을 받았다는 것을 의미
    • Acknowledgement Number 필드가 유효한지
    • 양단 프로세스가 쉬지 않고 데이터를 전송한다고 가정하면 최초 연결 설정 과정에서 전송되는 첫 번째 세그먼트를 제외한 모든 세그먼트의 ACK 비트는 1로 지정된다고 생각
  • FIN(Finish)
    • 연결 해제 / 000001
    • 세션 연결을 종료시킬 때 사용되며, 더 이상 전송할 데이터가 없음을 의미


TCP 3-way handshaking

TCP 통신을 이용하여 데이터를 전송하기 위해 네트워크 연결을 설정하는 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 과정

SYN, SYN-ACK, ACK

  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


TCP 4-way handshaking

TCP의 연결을 해제(Connection Termination)하는 과정

  • 예를 들어, A 프로세스(Client)가 B 프로세스(Server)에 연결 해제를 요청

FIN, ACK, FIN, ACK

  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


댓글남기기

참고