💡연결 지향형 TCP 프로토콜 / NAT, Port Forwarding

1. TCP 프로토콜
2. TCP 플래그
3. TCP를 이용한 통신과정
4. TCP 상태 전이도

📚 TCP 프로토콜

• 전송 제어 프로토콜(Transmission Control protocol, TCP)은 인터넷에 연결된 컴퓨터에서 실행되는 프로그램 간에 통신을 안정적으로, 순서대로, 에러없이 교환할 수 있게 한다.
• TCP의 안정성을 필요로 하지 않는 애플리케이션의 경우 일반적으로 TCP 대신 비접속형 사용자 데이터그램 프로토콜(User Datagram Protocol)을 사용한다.
• TCP는 UDP보다 안전하지만 느리다.

TCP 프로토콜 구조

Source Port + Destination Port + Sequence Number + Acknowledgement Number + Offset + Reserved + TCP Flags + window + Checksum + Urgent Pointer + TCP Options

Reserved: 예약된 필드로 사용되지 않음

window: 데이터를 얼마만큼 보내야하는지 알려줌

Urgent Pointer:

🏬 TCP 플래그 | C E U A P R S F

TCP의 주된 기능이 이 플래그에서 나눠짐

Urgent: urgent flag 긴급 비트 (우선순위가 높음) 1에 가까울수록 높음 → urgent Pointer와 세트임

Ack: 에크 비트 (승인해줌)

Push: Push 비트 (상관없이 데이터를 밀어줌)

Reset: 초기화 비트 (리셋하자!)

Syn: 싱크 비트 (연결 플래그)

Fin: 종료 비트 (연결을 끊는 플레그)

⚡️ TCP를 이용한 통신과정

TCP를 이용한 데이터 통신을 할 떄 프로세스와 프로세스를 연결하기 위해 가장 먼서 수행되는 과정

1. 클라이언트가 서버에게 요청 패킷을 보내고 (SYN)
2. 서버가 클라이언트의 요청을 받아들이는 패킷을 보내고 (SYN + ACK)
3. 클라이언트는 이를 최종적으로 수락하는 패킷을 보낸다. (ACK)

이 과정을 3Way Handshake라고 부른다.

TCP를 이용한 데이터 통신을 할 때 단순히 TCP 패킷만을 캡슐화해서 통신하는 것이 아닌 페이로드를 포함한 패킷을 주고 받을 때의 일정한 규칙

1. 보낸 쪽에서 또 보낼 때는 SEQ 번호와 ACK 번호가 그대로다.
2. 받는 쪽에서 SEQ번호는 받은 ACK 번호가 된다.
3. 받는 쪽에서 ACK 번호는 받은 SEQ번호 + 데이터의 크기

연결 할 때는 3핸드 종료 할 때는 4핸드

⚡️ TCP 상태전이도

TCP의 여러가지 상태 변화

CLOSED

LISTEN: 포트번호를 사용 중 (클라이언트를 듣고 있는 상태)

SYN_SENT

SYN_RCVD

ESTABLISHED (연결이 수립된 상태)

FIN_WAIT_1

FIN_WAIT_2

CLOSING

TIME_WAIT

CLOSE_WAIT

LAST_ACK

🔗 NAT와 포트포워딩

1. NAT란?
2. 포트포워딩이란?

NAT

NAT(Network Address Translation, 네트워크 주소 변환)은 IP 패킷의 TCP/UDP 포트 숫자와 소스 및 목적지의 IP 주소 등을 재기록하면서 라우터를 통해 네트워크 트래픽을 주고 받는 기술을 말한다.

패킷에 변화가 생기기 때문에 IP나 TCP/UDP의 체크섬(checksum)도 다시 계산되어 재기록 해야한다.

NAT를 이용하는 이유는 대개 사설 네트워크에 속한 여러 개의 호스트가 하나의 공인 IP 주소를 사용하여 인터넷에 접속하기 위함이다.

하지만 꼭 사설 IP를 공인 IP로 변환 하는 데에만 사용하는 기술은 아니다.

포트포워딩

포트 포워딩 또는 포트 매핑(port mapping)은 패킷이 라우터나 방화벽과 같은 네트워크 장비를 가로지르는 동안 특정 IP주소와 포트 번호의 통신 요청을 다른 IP와 포트 번호로 넘겨주는 네트워크 주소 변환(NAT)의 응용이다.

이 기법은 게이트웨이(외부망)의 반대쪽에 위치한 사설네트워크에 상주하는 호스트에 대한 서비스를 생성하기 위해 흔히 사용된다.