TCP/IP의 중요 성질

• 연결을 먼저 맺고 데이터를 주고 받는다.
• 양방향 데이터 통신을 하고 바이트스트림을 사용한다.
• 데이터를 순서대로 전송하며 순서를 표시하는데 32BitInt 를 사용한다.
• 수신자가 ACK(데이터받았음)을 보내지 않으면 송신자는 알아서 재전송 한다.
• 송신자는 수신자가 받을 수 있는 바이트 수 만큼의 데이터만 보낸다.
• 네트워크 정체를 방지하기 위해 네트워크에 유입되는 데이터의 양을 제한한다.

데이터 전송

1. 전송할 유저 데이터를 준비한다.
2. 커널메모리에 유저 데이터의 일부를 복사한다.
3. 송신용 Socket buffer의 뒷부분에 복사된 유저 데이터의 일부를 추가한다.
4. TCP 제어용 블록 구조체(TCP 연결 처리에 필요한 정보가 있다)의 뒷부분에 Socket buffer 를 추가한다.
5. IP 헤더를 추가하고 IP routing(목적지로 가기 위한 다음 IP주소를 찾는 작업)을 한다.
6. Ethernet 헤더를 추가한다. Ethernet 헤더는 다음 IP의 MAC주소를 찾는다.
7. NIC(Network Interface Card)은 패킷전송에 필요한 헤더를 추가한 후 네트워크에 전송한다.

데이터 수신

1. NIC가 패킷을 검사하고 메모리에 전송한다.
2. 드라이버가 패킷을 운영체제가 이해할 수 있도록 만든다.
3. Ethernet도 패킷이 올바른지 검사한다.
4. IP도 패킷이 올바른 패킷인지 검사한다.
5. TCP도 패킷이 올바른지 검사한다.
6. TCP 제어용 블록 구조체를 통해 받은 패킷을 처리한다.
7. Application 에서 read해서 유저메모리로 읽어들인다.

TCP 3-way-handshake

클라이언트와 서버가 서로 데이터를 보낼 준비가 되었다는 보장을 하기 위해 세션을 수립하는 과정.

1. 초기상태
   • 클라이언트: 'CLOSED' 상태로 대기중
   • 서버: 'CLOSED' 상태에서 Passive Open(TCB생성) 후에 'LISTEN' 상태로 대기중
2. 클라이언트에서 서버로 'SYN' 전송
   • 클라이언트: Active Open(TCB생성, 'SYN' 전송) 후에 'SYN-SENT' 상태로 변경
   • 서버: 'SYN' 수신
3. 서버에서 클라이언트로 'SYN+ACK' 전송
   • 클라이언트: 'SYN+ACK' 수신
   • 서버: - 'SYN-RECEIVED' 상태로 변경
4. 클라이언트에서 서버로 'ACK' 전송
   • 클라이언트: 'ESTABLISHED' 상태로 변경
   • 서버: 'ACK' 수신 후에 ESTABLISHED 상태로 변경

TCP 4-way-handshake

클라이언트와 서버가 세션을 종료하기 위해 수행하는 절차.

1. 초기상태
   • 클라이언트: 'ESTABLISHED' 상태
   • 서버: 'ESTABLISHED' 상태
2. 클라이언트에서 서버로 'FIN' 전송
   • 클라이언트: 'FIN-WAIT-1' 상태로 변경
   • 서버: 'FIN' 수신
3. 서버에서 클라이언트로 'ACK' 전송
   • 클라이언트: 'ACK' 수신 후 'FIN-WAIT-2' 상태로 변경
   • 서버: 'CLOSE_WAIT' 상태로 변경 후 App에 종료 요청
4. 서버에서 클라이언트로 'FIN' 전송
   • 클라이언트: 'FIN' 수신
   • 서버: 'LAST-ACK' 상태로 변경
5. 클라이언트에서 서버로 'ACK' 전송
   • 클라이언트: TIME-WAIT 상태로 일정시간 대기 후 'CLOSED' 상태로 변경 (뒤늦게 도착하는 패킷이 있을까봐)
   • 서버: 'ACK' 수신 후 'CLOSED' 상태로 변경

참고 문서

D2 문서

Mind Net 문서