패킷으로 보는 초간략 HTTP 통신 과정 (TCP 계층)

클라이언트 : 192.168.123.129 (Windows 7 + chrome)

서버 : 192.168.123.127 (Ubuntu + apache 기본 설정)

클라이언트의 웹 브라우저에서 http://192.168.123.127을 입력했을 시 TCP계층에서 어떤 데이터들이 오고가는지 와이어샤크를 통해서 간략하게 살펴봅니다. 

▼ 와이어샤크 패킷 다운로드 ▼

wireshark.pcapng

[클릭클릭 확대해서 봅니다]

[간략 표]

#1. 3-way 핸드셰이크

SYN : 통신 개시를 요청

ACK : 통신 확인에 대해 알겠다고 확인 응답

[No. 1] 클라이언트는 서버에게 통신 시작을 요청합니다. (SYN)

[No. 2] 서버는 알겠다고 응답함과 동시에 클라이언트에게 통신 시작을 요청합니다. (SYN & ACK)

[No. 3] 클라이언트는 서버에게 알겠다고 응답합니다. (ACK)

이 일련의 과정을 3-way 핸드셰이크라 합니다.

#2. web page 요청 및 다운로드

[No. 4] 악수(?)가 끝나고 난 후 클라이언트는 웹 페이지를 요청합니다.

[No. 5] 서버는 알겠다고 응답합니다.

[No. 6~14] 서버가 index.html을 클라이언트에 전송합니다. 총 7517바이트를 전송하는데 한번에 보내지 않고 잘라서 전송을 합니다. 여기서는 6개로 자르는데 각각의 덩어리를 세그먼트라 칭합니다. 여기서는 각 세그먼트당 1460바이트입니다. (1460바이트 * 5개 + 마지막 세그먼트 217바이트) 덩어리로 자른 후에 번호를 붙이게 되는데 0,1,2,3,4번 이렇게 순차적인 번호를 붙이는게 아니라 바이트로 번호를 매깁니다. 1, 1461, 2921, 4381, 5841, 7301번으로 나뉘어 있습니다. 이를 Sequence 번호라 합니다. 좀 더 부연설명을 하자면 xxx번 포트에서 연결 유지 중인 전체 데이터 중 몇 번째 바이트에 해당하는지 인덱싱하는 것입니다. 여기서는 이미 핸드셰이크에서 1바이트(No.2 패킷)가 추가되었으므로 0번 세그먼트가 아닌 1번 세그먼트(1바이트)부터 시작하는 것 입니다. 서버와 클라이언트의 Sequence 번호는 각각 인덱싱됩니다.

여기서는 서버가 2개의 덩어리를 보낸 후 제대로 데이터가 전달됐는지 확인응답을 받는 구조입니다. [No.8] 응답 패킷을 보면 Acknowledgment 번호(다음에 상대방으로부터 받아야 할 Sequence 번호)가 2921번이라고 나오는데 이는 서버로부터 2921바이트(1460바이트*2 + 1바이트(No.2 패킷의 SYN비트))까지 정상적으로 다운로드 하였다는 것을 의미합니다. 0번째바이트부터 계산되므로 2920번째 바이트까지라고 보면됩니다. (서버야 난 2920번째 바이트까지 무사히 받았고 그 다음엔 2921번째가 필요하니 패킷 내놔라)

그런데 잠깐.. 와이어샤크 덤프에서는 세그먼트는 5개만 보이는데 마지막 7301번은 어디에 있을까요? 그것은 200 응답의 [No. 13]의 패킷에 포함되어 있습니다.

No.13 패킷에는 분리된 세그먼트에 대한 정보도 포함되어 있습니다.

이 정보를 바탕으로 클라이언트에서 세그먼트들을 다시 합칩니다. 합친 내용을 아래 그림과 같이 브라우저가 출력합니다. 

[No. 13 패킷의 일부분]

추가적으로 [No. 4] & [No. 14]에 PSH (PUSH 비트)가 붙었는데 이는 애플리케이션 계층으로 토스하라는 의미입니다. (즉, Apache 혹은 크롬으로 토스)

#3. 통신 종료

FIN : 통신 종료를 요청

RST : 통신을 강제로 해제

[No. 15] 서버는 클라이언트에게 통신을 끝내자고 요청합니다. (FIN & ACK)

[No. 16] 클라이언트는 알겠다고 응답합니다. (ACK)

<< 16과 17사이에 수초 간의 텀이 있습니다. >> 

[No. 17] 클라이언트는 서버에게 통신을 끝내자고 요청합니다. (FIN & ACK)

[No. 18] 클라이언트는 통신을 강제로 해제합니다. (RST & ACK) (의도되지 않은 게 올라왔네요. 무시합니다.)

[No. 19] 서버는 클라이언트에게 알겠다고 응답합니다. No.17에 대한 응답입니다. (ACK)