TCP 흐름 제어

TCP 흐름 제어

TCP 흐름 제어는 송신자가 수신자의 버퍼 크기를 초과하지 않도록 전송 속도를 조절하는 과정입니다. 이는 Receive Window(rwnd) 값을 통해 이루어집니다. 이 과정에서 송신자는 수신자가 수신할 수 있는 데이터 크기보다 많은 데이터를 전송하지 않도록 보장합니다.

TCP 흐름 제어의 과정

• 수신자는 자신이 처리할 수 있는 여유 공간을 나타내는 rwnd 값을 송신자에게 전달합니다. 이 값은 TCP 헤더의 Receive Window 필드에 담겨 전송됩니다.
• 송신자는 rwnd 값보다 적은 데이터 양을 전송하며, 수신자의 버퍼가 가득 차지 않도록 데이터 흐름을 제어합니다.
• 수신자가 버퍼에서 데이터를 처리할 때마다 rwnd 값이 갱신되어 송신자에게 다시 전달됩니다.

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TCP 연결 관리

TCP는 송신자와 수신자 간에 연결을 설정하기 위해 핸드쉐이킹을 사용합니다. 이를 통해 양측이 데이터를 주고받기 전에 준비가 되었는지 확인하고, 연결을 안전하게 설정합니다.

✅핸드쉐이킹이란?

TCP 핸드쉐이킹은 송신자와 수신자가 통신을 시작하기 전에 서로 준비 상태를 확인하는 과정입니다. 특히 3-Way 핸드쉐이킹이 널리 사용되며, 세 번의 메시지 교환을 통해 연결이 설정됩니다

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TCP의 3-Way 핸드쉐이킹

3-Way 핸드쉐이킹은 연결을 설정하는 데 사용되는 절차입니다.

1. SYN 요청: 송신자는 연결을 요청하는 SYN 플래그가 설정된 세그먼트를 수신자에게 보냅니다.
2. SYN-ACK 응답: 수신자는 송신자의 요청을 받고, 자신의 SYN 플래그와 ACK 플래그가 설정된 세그먼트를 응답합니다.
3. ACK 응답: 송신자는 수신자로부터 SYN-ACK 응답을 받은 후, ACK 플래그가 설정된 세그먼트를 보내 연결이 완전히 설정됩니다.

✅핸드쉐이킹과의 차이점

2-Way 핸드쉐이킹은 메시지 손실, 지연 등의 문제로 인해 상대방 상태를 정확히 파악하지 못할 수 있습니다. 반면 3-Way 핸드쉐이킹은 이러한 문제를 해결해 더 신뢰성 있는 연결을 제공합니다

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TCP 연결 종료

TCP는 FIN 플래그를 사용해 연결을 종료합니다. 연결을 종료하는 단계는 다음과 같습니다.
FIN 플래그는 TCP 연결을 종료하기 위해 사용하는 신호입니다. 이 플래그가 설정된 세그먼트가 송신되면, 수신자는 연결 종료에 동의해야 합니다.

1. FIN 요청: 클라이언트 또는 서버는 FIN 플래그가 설정된 세그먼트를 상대방에게 보내 연결 종료를 요청합니다.
2. ACK 응답: 상대방은 FIN 세그먼트를 받으면 ACK 응답을 보내고, 그 후 스스로 FIN을 전송하여 종료 절차를 시작합니다.
3. 양측 FIN 완료: 두 측 모두 FIN 플래그를 주고받으면 연결이 완전히 종료됩니다.

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FIN과 ACK 동시 교환

TCP는 양측이 동시에 FIN을 주고받을 경우에도 연결을 안정적으로 종료할 수 있습니다. FIN을 수신한 상대방은 ACK로 응답하며, 그 후 연결이 종료됩니다.

동시에 양측이 연결을 종료하려 할 때, 각 측이 서로 FIN을 전송할 수 있습니다. 이 경우 TCP는 양측이 서로의 FIN 요청을 ACK 응답으로 처리해 연결을 안전하게 종료할 수 있습니다.

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Timed Wait 상태

TCP 연결 종료 후, 양측은 Timed Wait 상태로 진입합니다. 이는 일정 시간 동안 남아 있는 패킷을 처리할 수 있도록 두어, 안전하게 연결을 완전히 종료하는 데 사용됩니다.

✅Timed Wait 상태란?

TCP에서 Timed Wait는 연결 종료 후 발생할 수 있는 잔여 패킷들을 처리할 시간을 확보하기 위한 상태입니다. 일반적으로 2배의 최대 세그먼트 생존 시간(MSL)을 대기하며 패킷을 처리합니다.

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TCP는 안정적인 데이터 전송과 연결 관리를 위해 흐름 제어와 핸드쉐이킹을 사용하며, 이를 통해 송신자와 수신자 간의 안전한 통신이 가능해집니다. 특히 3-Way 핸드쉐이킹과 흐름 제어 메커니즘을 통해 데이터를 안정적으로 주고받으며, 연결 종료 시에도 Timed Wait 상태를 통해 패킷 손실을 방지할 수 있습니다.