TIL | 1.27.금 [CS 기초지식 | TCP(3-Way Handshake)]

TCP

Transmission Control Protocol로 인터넷상에서 데이터를 메세지의 형태로 보내기 위해 IP와 함께 사용하는 프로토콜이다.

TCP는 애플리케이션에게 신뢰적이고 연결지향성 서비스를 제공한다. 일반적으로 TCP와 IP는 함께 사용되며 IP는 배달을, TCP는 패킷의 추적 및 관리를 하게 됩니다.

TCP는 연결형 서비스로, 신뢰적인 전송을 보장하기에 hanshaking하고 데이터의 흐름제어와 혼잡제어를 수행합니다. 하지만 이러한 기능으로 인해 TCP의 속도는 느립니다.

3-Way Handshake란 TCP 통신을 이용하여 데이터를 전송하기 위해 네트워크 연결을 설정(Connection Establish) 하는 과정이다.
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 과정을 의미한다.

TCP 통신은 PAR (Positive Acknowledgement with Re-transmission) 을 통해 신뢰적인 통신을 제공한다.

수신자가 데이터 유닛(세그먼트)이 손상된것을 확인하면(Error Detection에 사용되는 transport layer의 checksum을 활용), 해당 세그먼트를 없앤다. 그러면 sender는 positive ack이 오지 않은 데이터 유닛을 다시 보내야한다.

⇒ 이 과정에서 클라이언트와 서버 사이에서 3개의 Segment가 교환되는 것을 확인할 수 있다. 이것이 바로 3-way handshake의 기본 매커니즘이다.

Client는 Server와 연결하기 위해 3-way handshake를 통해 연결 요청을 하게 됩니다.
우리가 일반적으로 생각하는 Client와 Server는 모두 서로 연결 요청을 먼저 할 수 있기 때문에, 연결 요청을 먼저 시도한 요청자를 Client로, 연결 요청을 받은 수신자를 Server로 생각한다.
SYN(Synchronization) : 연결요청(Client), 세션을 설정하는데 사용되며 초기에 시퀀스 번호를 보냄
ACK(Acknowledgement) : 보낸 시퀀스 번호에 TCP 계층에서의 길이 또는 양을 더한 것과 같은 값을 ACK에 포함하여 전송
- 동기화 요청에 대한 답변 : Client의 Sequence Number+1을 하여 ACK로 돌려줍니다.

서버와 클라이언트 간의 데이터가 안전하게 전달되려면 연결이 확실하게 되어있는지 확인하기 위해서
또한 HTTPS에서 인증서를 보낼때도 이러한 과정을 통해서 인증하는 과정이 필요합니다.
(TCP 는 연결 지향적 프로토콜로 이는 내 신호를 받을 수 있는지 확인하고 전송하는 것을 의미합니다. 이때 내 신호를 받을 수 있는지 확인하는 방식으로 데이터의 전달 확인을 위해 합니다.)

4-Way Handshake은 연결을 해제 (Connecntion Termination)하는 과정이다. 여기서는 FIN 플래그를 이용한다.

[참고자료]

[네트워크] TCP/UDP와 3 -Way Handshake & 4 -Way Handshake

TCP / UDP / 3-Way Handshake / 4-Way Handshake

velog.io

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