하루에 하나씩 배우는 컴퓨터 사이언스 개념: TCP 프로토콜, 3 way hand shake 이해
하루에 하나씩 배우는 컴퓨터 사이언스 개념 시리즈에서 오늘은 'TCP 프로토콜과 3-way Handshake 이해'에 대해 알아보겠습니다. 데이터의 신뢰성 있는 전송을 담당하는 TCP와 그 중심 메커니즘인 3-way Handshake에 대한 이해를 통해, 네트워크 통신이 어떻게 안전하게 이루어지는지 파악해 봅시다.
1. TCP 프로토콜의 개요
TCP(Transmission Control Protocol)는 인터넷상에서 데이터를 메시지의 형태로 보내기 위해 사용하는 프로토콜입니다. 이는 웹 브라우징, 이메일 전송, 파일 다운로드 등 우리가 일상적으로 사용하는 인터넷 서비스들이 안정적으로 작동할 수 있도록 합니다.
TCP는 패킷 손실, 순서 변경 등의 문제를 해결하여 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장합니다. 각 패킷에 순서 번호를 부여하고, 수신 측에서 모든 패킷을 올바른 순서대로 재조립할 수 있도록 합니다. 또한 패킷 손실 발생 시 재전송 요청 기능도 제공합니다.
TCP/IP의 자세한 설명은 "하루에 하나씩 배우는 컴퓨터 사이언스 개념: TCP/IP모델과 IP 프로토콜 이해"에 있습니다.
2. 3-way Handshake란?
3-way Handshake는 TCP 연결 설정 과정에서 사용되는 기법입니다. 클라이언트와 서버 간에 세션을 생성하기 위한 핵심적인 방법으로, 연결의 안정성과 신뢰성을 보장합니다.
3-way Handshake 과정은 다음과 같습니다:
1) Step 1: SYN
클라이언트가 서버에 연결 요청을 하며 세션을 시작합니다. 클라이언트는 SYN(synchronize) 패킷을 보내고 자신의 초기 시퀀스 번호(ISN)를 함께 전달합니다.
2) Step 2: SYN-ACK
서버가 클라이언트의 요청을 받아들여 자신도 ISN 값을 가진 SYN 패킷과 ACK(acknowledge) 패킷(클라이언트의 ISN+1 값을 가짐)을 함께 보냅니다. 이는 클라이언트의 요청을 수락하고 자신도 연결을 시작하겠다는 의미입니다.
3) Step 3: ACK
마지막으로 클라이언트가 서버에게 ACK 패킷(서버의 ISN+1 값을 가짐)을 보내면서 연결 설정 과정을 완료합니다. 이제부터 실제 데이터 교환할 준비가 됩니다.
3. 3-way Handshake의 중요성
세 번의교환 과정은 네트워크 상황 변화, 지연 등으로 인한 문제를 방지하기 위함입니다. 각 당사자들은 독립적으로 시간 관리 및 다른 네트워크 요소들과의 상호작용을 수행하기 때문에, 이 과정을 통해 신뢰성 있는 연결을 구축하게 됩니다.
4. TCP와 3-way Handshake를 통한 데이터 전송
TCP를 사용하여 데이터를 전송할 때, 먼저 3-way Handshake로 연결이 설정됩니다. 그 후, TCP는 데이터를 패킷 단위로 분할하여 전송합니다. 각 패킷은 순서 번호와 함께 보내지며, 수신 측에서는 이 번호를 기반으로 패킷들을 올바른 순서대로 재조립합니다.
패킷 손실이 발생하면 해당 패킷은 재전송되며, 모든 패킷이 올바르게 도착하였음이 확인되면 마지막으로 4-way handshake 과정을 통해 연결이 종료됩니다.
5. 결론
오늘 배운 내용으로 'TCP 프로토콜'과 '3-way Handshake'에 대해 알아보았습니다. TCP는 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장하는 프로토콜이며, 3-way Handshake는 TCP 연결 설정 과정에서 중요한 역할을 담당합니다.
인터넷 통신에서 안전성과 신뢰성은 매우 중요한 요소입니다. 따라서 TCP와 같은 프로토콜 및 그들의 동작 원리를 이해하는 것은 컴퓨터 네트워크에 대한 깊은 이해를 위해 필수적입니다. 하지만 네트워크 환경은 복잡하므로 다양한 고급 네트워크 개념과 프로토콜에 대해서도 계속 배우고 탐구해야 합니다.