3-way / 4-way Handshake 개념

1. TCP 3-way Handshake 개념

TCP 장치들 사이에 논리적인 접속을 성립( Establish ) 하기 위해 3-way handshake를 사용한다.

 

TCP 3 Way Handshake는 TCP/IP프로토콜을 이용해서 통신을 하는 응용프로그램이 데이터를 전송하기 전에 

먼저 정확한 전송을 보장하기 위해 상대방 컴퓨터와 사전에 세션을 수립하는 과정을 의미한다.

 

 

Client > Server : TCP SYN

 

Server > Client : TCP SYN, ACK

 

Client > Server : TCP ACK

 

설명
SYN	Synchronization, 동기화 :연결 요청 플래그	TCP 교환 과정의 첫번째 패킷, 세션 연결을 위해 임의적 시퀀스 번호를 보냄.
ACK	Acknowledgement, 응답	첫번째 패킷을 받았다는 걸 알려주는 패킷, 성공/실패을 판단하여 다음 패킷을 전송.
RST	Reset, 재 연결 종료	비 정상적인 세션 연결 끊기, 즉시 연결 끊는 행위.
PSH	Push	OSI 7계층인 Application 계층으로 전송하는 Flag
URG	Urgent, 긴급 데이터	유효한 것인지 나타낸다. (예를 들면 명령 수행 도중 Ctrl+C를 눌러 인터럽트 하는 행위)
FIN	Finish, 연결 종료 요청	세션 종료 시킬 때 사용.

 

① TCP의 3-way Handshaking 역할

• 양쪽 모두 데이타를 전송할 준비가 되었다는 것을 보장하고, 실제로 데이터 전달이 시작하기전에 한 쪽이 다른 쪽이 준비되었다는 것을 알 수 있도록 한다.
• 양쪽 모두 상대편에 대한 초기 순차일련번호를 얻을 수 있도록 한다.
  

 

 

② TCP의 3-way Handshaking 과정

 

[STEP 1]

 

A 클라이언트는 B 서버에 접속을 요청하는 SYN 패킷을 보낸다.

이때 A클라이언트는 SYN 을 보내고 SYN/ACK 응답을 기다리는 SYN_SENT 상태, B서버는 Wait for Client 상태이다.

 

 

[STEP 2]

 

B서버는 SYN요청을 받고 A클라이언트에게 요청을 수락한다는 ACK 와 SYN flag 가 설정된 패킷을 발송하고

A가 다시 ACK으로 응답하기를 기다린다. 이때 B서버는 SYN_RECEIVED 상태가 된다.

 

 

[STEP 3]

 

A클라이언트는 B서버에게 ACK을 보내고 이후로부터는 연결이 이루어지고 데이터가 오가게 되는것이다.

이때의 B서버 상태가 ESTABLISHED 이다.

위와 같은 방식으로 통신하는것이 신뢰성 있는 연결을 맺어 준다는 TCP의 3 Way handshake 방식이다.

 

 

 

 

2. 4-way Handshaking 

 

3-Way handshake는 TCP의 연결을 초기화 할 때 사용한다면, 

4-Way handshake는 세션을 종료하기 위해 수행되는 절차이다.

 

 

① TCP의 4-way Handshaking 과정

 

[STEP 1]

 

클라이언트가 연결을 종료하겠다는 FIN플래그를 전송한다. 이때 A 클라이언트는  FIN-WAIT 상태가 된다.

 

 

[STEP 2] 

 

B 서버는 FIN플래그를 받고, 일단 확인메시지 ACK 보내고 자신의 통신이 끝날때까지 기다리는데

이 상태가 B 서버의 CLOSE_WAIT 상태다.

 

 

[STEP 3]

 

연결을 종료할 준비가 되면, 연결해지를 위한 준비가 되었음을 알리기 위해  클라이언트에게 FIN플래그를 전송한다.

이때 B서버의 상태는 LAST-ACK이다.

 

 

[STEP 4]

 

클라이언트는 해지준비가 되었다는 ACK를 확인했다는 메시지를 보낸다.

A 클라이언트의 상태가 FIN-WAIT ->TIME-WAIT 으로 변경된다.

 

 

 

그런데 만약 "Server에서 FIN을 전송하기 전에 전송한 패킷이 Routing 지연이나 패킷 유실로 인한

재전송 등으로 인해 FIN패킷보다 늦게 도착하는 상황"이 발생한다면 어떻게 될까요? 

 

Client에서 세션을 종료시킨 후 뒤늦게 도착하는 패킷이 있다면 이 패킷은 Drop되고 데이터는 유실될 것입니다. 

 

A클라이언트는 이러한 현상에 대비하여 Client는 Server로부터 FIN을 수신하더라도

일정시간(디폴트 240초) 동안 세션을 남겨놓고 잉여 패킷을 기다리는 과정을 거치게 되는데 

이 과정을 "TIME_WAIT" 라고 합니다. 일정시간이 지나면,

세션을 만료하고 연결을 종료시키며, "CLOSE" 상태로 변화합니다. 

 

 

 

 

 

출처:https://bangu4.tistory.com/74