[네트워크] TCP 3 way handshake / 4 way handshake

- SYN(Synchronization) : 연결요청, 세션을 설정하는데 사용되며 초기에 시퀀스 번호를 보냄

- ACK(Acknowledgement) : 보낸 시퀀스 번호에 TCP 계층에서의 길이 또는 양을 더한것과 같은 값을 ACK에 포함하여 전송

- FIN(Finish) : 세션을 종료시키는데 사용되며 더 이상 보낼 데이터가 없음을 표시

TCP 3-way-handshake

장치들 사이에 논리적인 접속을 성립하기 위하여 3-way-handshake를 사용한다.

즉, TCP의 연결을 초기화 할 때 사용

1. SYN : 접속을 요청하는 프로세스가 연결 요청 메시지 전송 ( Client는 SYN_SENT 상태가 된다. )
   
2. SYN+ACK : 접속 요청을 받은 프로세스가 수락 ( Server는 SYN_RECEIVED 상태가 된다. )
3. ACK : 마지막으로 접속 요청 프로세스가 수락 확인을 보내 연결을 맺음 ( Server는 ESTABLISHED 상태가 된다. )

TCP 4-way-handshake 

세션을 종료하기 위해 수행되는 절차이다.

1. FIN : 클라이언트가 연결을 종료하겠다는 FIN 플래그를 전송한다.
2. ACK : 서버는 일단 확인메시지를 보내고 자신의 통신이 끝날때까지 기다리는데 이 상태가 TIME_WAIT 상태다.
3. FIN : 서버가 통신이 끝났으면 연결이 종료되었다고 클라이언트에게 FIN 플래그를 전송한다.
4. ACK : 클라이언트는 확인했다는 메시지를 보낸다.

FIN_WAIT_1 : 상대방 측에 커넥션 종료 요청을 했는데 ACK를 받지 못한 상태로 기다리고 있는 것이다. 

( 서버를 못찾거나 네트워크 및 방화벽의 문제일 수 있다. )

CLOSE_WAIT : 어플리케이션에서 close()를 적절하게 처리하지 못하면 이상태로 계속 기다리게 된다. 이 상태가 statement에 많아지게 되면, hang이 걸려 더이상 연결을 못하는 상황이 생기기도 한다. 따라서 여러 상황에 따라 close() 처리를 잘 해줘야한다.

FIN_WAIT_2 : 서버에서 종료 요청을 접수했다고 ACK를 받았지만 서버에서 종료를 완료했다는 FIN을 받지 못하고 기다리고 있는 상태이다. 

TIME_WAIT : 클라이언트는 서버로부터 받지 못한 데이터가 있을 것을 대비해 일정 시간 동안 세션을 남겨놓고 잉여 패킷을 기다린다.

SYN 패킷 - Sequence Number 가 랜덤한 숫자인 이유

Connection을 맺을 때 사용하는 포트는 유한 범위 내에서 사용하고 시간이 지남에 따라 재사용된다.

따라서 두 통신 호스트가 과거에 사용된 포트 번호 쌍을 사용하는 가능성이 존재한다. 

서버 측에서는 패킷의 SYN을 보고 패킷을 구분하게 되는데 난수가 아닌 순차적인 숫자가 전송된다면 이전의 connection으로부터 오는 패킷으로 인식하 수 있다. 이러한 이유로 난수를 사용한다.