TCP 3-way-handshake와 4-way-handshake

TCP 3-way-handshake와 4-way-handshake를 소켓과 연결지어, 커넥션이 수립되었다는 개념에 대해 설명해 주실 수 있나요?

물론입니다! TCP 3-way-handshake와 4-way-handshake는 각각 TCP 연결의 수립과 종료 과정입니다. 그리고 이것은 소켓 프로그래밍에서 커넥션이 수립되었다는 개념과 직결됩니다.


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🔌 TCP 소켓 연결이란?

TCP 소켓은 신뢰성 있는 연결 지향형 통신을 제공합니다. 커넥션 수립이란, 클라이언트와 서버가 TCP를 통해 통신 가능한 상태가 되었음을 의미합니다. 이 과정이 3-way-handshake를 통해 이루어지고, 종료는 4-way-handshake로 합니다.


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✅ TCP 3-Way Handshake (연결 수립)

참여 주체

클라이언트 (Client): 연결을 요청

서버 (Server): 연결을 수락


단계별 흐름

1. SYN – 클라이언트가 연결 요청 (Sequence Number x)


2. SYN-ACK – 서버가 요청 수락 + 자신도 연결 요청 (ACK: x+1, Sequence Number y)


3. ACK – 클라이언트가 서버의 응답에 대해 확인 응답 (ACK: y+1)



Client                Server
  |     SYN (x)         |
  |-------------------->|
  |                     |
  |  SYN-ACK (y, ack=x+1)|
  |<--------------------|
  |                     |
  |     ACK (ack=y+1)   |
  |-------------------->|

🔗 이 순간부터 커넥션이 수립됨
이 시점 이후 read/write 같은 통신 가능. 소켓 관점에서 connect()와 accept()가 성공했다는 뜻입니다.


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❌ TCP 4-Way Handshake (연결 종료)

단계별 흐름

1. FIN – 클라이언트가 연결 종료 요청 (나는 이제 보낼 데이터 없음)


2. ACK – 서버가 받았다고 응답


3. FIN – 서버도 종료 요청 (나도 더 이상 보낼 것 없음)


4. ACK – 클라이언트가 확인 응답



Client                Server
  |     FIN             |
  |-------------------->|
  |                     |
  |     ACK             |
  |<--------------------|
  |                     |
  |     FIN             |
  |<--------------------|
  |                     |
  |     ACK             |
  |-------------------->|

📴 이후 소켓은 TIME_WAIT 상태 등을 거쳐 완전히 종료됩니다.


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🧠 소켓 API와 연결된 개념 요약

TCP 단계 소켓 API 함수 설명

3-way handshake 시작 client.connect() 클라이언트가 서버에 연결 요청
server.accept() 서버가 클라이언트 요청 수락
연결 수립 완료 connect()/accept() 성공 리턴 이 시점부터 데이터 송수신 가능
데이터 통신 send()/recv() 연결된 TCP 소켓으로 데이터 주고받음
4-way handshake 시작 close() 한쪽이 연결 종료 요청
연결 종료 close() 완료 후 모든 데이터 송수신 종료, 리소스 반환



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🧵 요약

커넥션 수립이란: TCP 3-way-handshake를 통해 양쪽이 통신 가능하다는 것을 확인하고, 연결된 상태가 된 것

소켓에서는: connect()와 accept()가 완료되면 커넥션 수립이 완료된 것

이후: 송수신이 가능하며, 종료 시 4-way-handshake로 연결이 깔끔히 해제됨



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필요하다면 실제 코드 예시(C/Java/Python)도 같이 보여드릴 수 있어요.