3-Way HandShake & 4-Way HandShake

3-Way HandShake & 4-Way HandShake

 

3-Way HandShake 는 TCP의 접속, 4-Way HandShake는 TCP의 접속 해제 과정이다.

 

 

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3-Way Handshake

 

TCP 통신을 이용하여 데이터를 전송하기 위해 네트워크 연결 설정을 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.

 

포트(PORT) 상태 정보

STATE	설명
CLOSED	포드가 닫힌 상태
LISTEN	포트가 열린 상태로 연결 요청 대기 중
SYN_SENT	SYN 요청을 한 상태
SYN_RECEIVED	SYNC 요청을 받고 상대방의 응답을 기다리는 중
ESTABLISHED	포트 연결 상태

 

플래그 정보

FLAG	기능	설명
SYN	연결 설정	Synchronize Sequence Number Sequence Number 를 랜덤으로 설정하여 세션을 연결하는데 사용하며, 초기에 Sequence Number 를 전송한다.
ACK	응답 확인	Acknowledgement 패킷을 받았다는 것을 의미하며, Acknowledgement Number 필드가 유효한지 나타낸다.
FIN	연결 해제	Finsh 세션 연결을 종료시킬 때 사용되며, 더 이상 전송할 데이터가 없음을 의미한다.

 

3-Way Handshake 동작 과정

 

1.  Client -> Server (SYN)

• 서버에 접속을 요청하는 SYN 패킷을 전송한다.
• 송신자가 최초로 데이터를 전송할 때 Sequence Number를 임의의 랜덤 숫자로 지정하고,
  SYN 플래그 비트를 1로 설정한 새그먼트를 전송.
• Client는 SYN을 보낸 후 SYN/ACK 응답을 기다리는 SYN_SENT 상태가 된다.

2. Server → Client (SYN/ACK)

• LISTEN 상태인 Server가 SYN을 받고, 클라이언트에게 요청을 수락(ACK)했으며
  접속 요청 프로세스인 클라이언트도 포트를 열어달라(SYN)는 메시지를 전송.
• ACK Number필드를 Sequence Number + 1로 지정하고 SYN과 ACK 플래그 비트를 1로 설정한 새그먼트 전송.
• SYN을 받은 서버는 SYN_RECEIVED 상태가 된다.

3. Client → Server (ACK)

• 클라이언트는 서버의 응답을 받았다는 의미로, ACK Number필드를 Sequence Number + 1로 지정하고 서버로 ACK 플래그가 설정된 새그먼트를 전송한다.
• ACK 요청을 보낸 클라이언트는 ESTABLISHED 상태가 된다.
• ACK를 받은 서버는 ESTABLISHED 상태가 된다.

 

 

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4-Way Handshake

 

3-Way Handshake가 세션을 수립하는 과정이었다면

4-Way Handshake는 세션을 종료하기 위해 수행되는 과정이며, 여기서 FIN 플래그를 사용한다.

 

STATE	설명
FIN_WAIT1	close() 를 호출 후 FIN 패킷을 보내고 응답을 대기하는 상태
CLOSE_WAIT	종료 요청을 받고 진입하는 상태로 남은 데이터가 있다면 전송을 마친 후 close() 호출
FIN_WAIT2	종료를 준비한다는 응답을 받고 종료 요청이 올 때까지 대기
LAST_ACK	모든 데이터를 보내고 FIN 패킷을 전송한 후 상배당의 응답을 대기
TIME_WAIT	FIN 패킷을 받은 후 다시 ACK 응답을 한 이후의 상태, 의도치 않은 에러로 인해 연결이 데드락에 빠지는 것을 방지

 

 

4-Way Handshake 동작 과정

 

 

1. Client → Server (FIN)

• close()가 호출되면 연결을 종료한다는 FIN 패킷을 보낸다.
• FIN 패킷에는 ACK로 포함되어있다.
• FIN 패킷을 보낸 후 FIN_WAIT_1 상태가 된다.

2. Server → Client (ACK)

• FIN 패킷을 받은 서버는 응답 패킷 ACK를 보낸다.
• 응답 패킷 ACK를 보낸 후 CLOSE_WAIT 상태가 된다.
• 아직 남은 데이터가 있다면 마저 전송을 마친 후에 close( )를 호출한다.
• 클라이언트는 ACK 패킷을 받은 후 FIN_WAIT_2 상태가 된다.

3. Server → Client (FIN)

• 데이터를 모두 보냈다면, 서버는 FIN 패킷을 클라이언트에게 보낸 후에
  승인 번호를 보내줄 때까지 기다리는 LAST_ACK 상태로 들어간다.

4. Client → Server (ACK)

• 클라이언트는 FIN 패킷을 받고, 확인했다는 ACK 응답을 보낸다.
• ACK 응답을 보낸 후 클라이언트는 TIME_WAIT 상태가 된다.
• TIME_WAIT 상태는 의도치 않은 에러로 인해 연결이 데드락으로 빠지는 것을 방지한다.
• 만약 에러로 인해 종료가 지연되다가 타임이 초과되면 CLOSED 상태로 들어간다.
• 서버는 ACK를 받은 이후 소켓을 닫는다 (Closed)
• TIME_WAIT 시간이 끝나면 클라이언트도 닫는다 (Closed) - 기본 240초

 

https://velog.io/@averycode/%EB%84%A4%ED%8A%B8%EC%9B%8C%ED%81%AC-TCPUDP%EC%99%80-3-Way-Handshake4-Way-Handshake

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

 

https://ghs4593.tistory.com/18

TCP 3-way HandShake & 4-way HandShake

 

https://sh-safer.tistory.com/146

[TCP] 4-way Handshake란? / 와이어샤크, tcpdump 확인