[CS] 3-Way Handshake와 4-Way Handshake

3-Way Handshake

3-Way Handshake는 TCP/IP 프로토콜을 이용하여 통신을 진행할 때, 두 종단 간 정확한 데이터 전송을 보장하기 위해 연결을 설정하는 과정입니다.

1. 클라이언트는 서버에 접속을 요청하는 SYN(a) 패킷을 보냅니다.
2. 서버는 클라이언트의 요청인 SYN(a) 패킷에 대한 요청 수락 응답으로 ACK(a+1) 패킷을 보냅니다. 또한, 클라이언트도 포트를 열어달라는 SYN(b) 패킷을 보냅니다.
3. 클라이언트는 ACK(a+1) 패킷과 SYN(b) 패킷을 받고 이에 대한 응답으로 ACK(b+1) 패킷을 보내며 연결이 성립됩니다.

 

왜 2 way가 아니라 3 way일까?

TCP는 양방향성 연결이기 때문에 클라이언트에서 서버에게 자신의 존재를 알리고 패킷을 보낼 수 있는 것처럼 서버에서도 클라이언트에게 자신의 존재를 알리고 패킷을 보낼 수 있다는 신호를 보내야 합니다.

 

왜 랜덤한 숫자를 담아 보낼까?

처음에 클라이언트에서 SYN 패킷을 보낼 때, Sequence Number에는 랜덤한 숫자가 담겨집니다. 

 

연결을 맺을 때 사용하는 포트는 유한 범위 내에서 사용하고 시간이 지남에 따라 재사용합니다.

따라서, 이전에 사용한 포트 번호를 재사용할 가능성이 있습니다. 

 

Sequence Number에 순차적인 숫자를 담아 전송한다면, 서버는 이전의 연결로부터 전송되는 패킷으로 인식할 수 있기 때문에 초기 Sequence Number를 난수로 설정합니다.

 

4-Way Handshake

4-Way Handshake는 3-Way Handshake과는 달리 연결을 해제할 때 사용합니다.

1. 클라이언트는 서버에게 연결을 종료하겠다는 FIN 패킷을 보냅니다.
2. 서버는 클라이언트의 요청(FIN)에 대한 응답으로 ACK 패킷을 보냅니다.
3. 처리해야 할 모든 통신을 끝마쳤다면 연결을 종료하겠다는 FIN 패킷을 보냅니다.
4. 클라이언트는 FIN 패킷에 대한 확인 응답으로 ACK 패킷을 보냅니다.
5. 클라이언트의 ACK 패킷을 받은 서버는 소켓 연결을 닫습니다.
6. 클라이언트는 아직 서버로부터 받지 못한 데이터가 있을 것을 대비해 TIME_WAIT 시간 동안 기다리는 과정을 거칩니다.