질문: SCTP 연결 및 종료 과정을 클라이언트와 서버 관계로 다시 자세히 설명해주세요.

답변

SCTP(Stream Control Transmission Protocol)는 TCP와 달리 4-Way Handshake를 사용하여 연결을 설정하고 종료합니다. 이 과정에서 클라이언트와 서버가 주고받는 메시지(Chunk)를 단계별로 설명하겠습니다.

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1. SCTP 연결 설정 (4-Way Handshake)

핵심 메시지(Chunks)

1. INIT: 클라이언트가 서버에게 연결 요청을 보냄.
2. INIT ACK: 서버가 연결 요청을 승인하며 응답 보냄.
3. COOKIE ECHO: 클라이언트가 서버로부터 받은 쿠키를 반환함.
4. COOKIE ACK: 서버가 클라이언트의 쿠키 반환을 확인하고 연결 설정 완료.

과정 (클라이언트와 서버 간 메시지 흐름)

1. 클라이언트 → 서버: INIT

   • 클라이언트가 연결을 시작하기 위해 서버로 INIT Chunk를 보냅니다.
   • 이 메시지에는 클라이언트의 Initiate Tag(연결 식별 값)와 Receiver Window Credit(수신 윈도우 크기) 정보가 포함됩니다.
   • 상태 전환:
     • 클라이언트: CLOSED → COOKIE_WAIT

2. 서버 → 클라이언트: INIT ACK

   • 서버는 INIT 메시지를 수신하고, 클라이언트에게 INIT ACK Chunk를 보냅니다.
   • INIT ACK에는 서버의 Initiate Tag와 클라이언트를 검증하기 위한 쿠키(Cookie)가 포함됩니다.
   • 상태 전환:
     • 서버: CLOSED → INIT_ACK_SENT

3. 클라이언트 → 서버: COOKIE ECHO

   • 클라이언트는 서버로부터 받은 쿠키를 COOKIE ECHO Chunk에 담아 다시 서버로 전송합니다.
   • 이 과정에서 클라이언트는 자신이 인증된 연결 요청자임을 서버에 증명합니다.
   • 상태 전환:
     • 클라이언트: COOKIE_WAIT → COOKIE_ECHOED

4. 서버 → 클라이언트: COOKIE ACK

   • 서버는 클라이언트의 쿠키를 검증한 후, COOKIE ACK Chunk를 클라이언트에게 전송합니다.
   • 이로써 SCTP 연결이 설정됩니다.
   • 상태 전환:
     • 서버: INIT_ACK_SENT → ESTABLISHED
     • 클라이언트: COOKIE_ECHOED → ESTABLISHED

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2. SCTP 연결 종료 (4-Way Termination)

핵심 메시지(Chunks)

1. SHUTDOWN: 클라이언트가 서버에게 연결 종료 요청을 보냄.
2. SHUTDOWN ACK: 서버가 클라이언트의 요청을 확인하고 응답을 보냄.
3. SHUTDOWN COMPLETE: 클라이언트가 종료 완료 메시지를 보내며 연결 종료.

과정 (클라이언트와 서버 간 메시지 흐름)

1. 클라이언트 → 서버: SHUTDOWN

   • 클라이언트가 연결 종료를 요청하며 서버로 SHUTDOWN Chunk를 보냅니다.
   • 상태 전환:
     • 클라이언트: ESTABLISHED → SHUTDOWN_SENT

2. 서버 → 클라이언트: SHUTDOWN ACK

   • 서버는 클라이언트로부터 SHUTDOWN 요청을 수신하고, 데이터를 모두 전송한 뒤 SHUTDOWN ACK Chunk를 보냅니다.
   • 상태 전환:
     • 서버: ESTABLISHED → SHUTDOWN_ACK_SENT

3. 클라이언트 → 서버: SHUTDOWN COMPLETE

   • 클라이언트는 서버의 SHUTDOWN ACK를 확인한 뒤, 연결 종료 완료를 알리는 SHUTDOWN COMPLETE Chunk를 전송합니다.
   • 상태 전환:
     • 클라이언트: SHUTDOWN_SENT → CLOSED
     • 서버: SHUTDOWN_ACK_SENT → CLOSED

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3. SCTP 메시지의 비트 구성

SCTP는 메시지 단위를 Chunk로 정의하며, 각 Chunk는 아래와 같은 구조를 가집니다.

1) SCTP 헤더 (공통 부분)

필드	길이 (비트)	설명
Source Port	16	송신 측 포트 번호
Destination Port	16	수신 측 포트 번호
Verification Tag	32	연결 무결성을 보장하는 태그 값
Checksum	32	데이터 오류를 검증하는 체크섬

2) Chunk 구조

필드	길이 (비트)	설명
Chunk Type	8	Chunk의 종류 (INIT, COOKIE 등)
Chunk Flags	8	특정 Chunk 동작을 나타내는 플래그
Chunk Length	16	Chunk의 총 길이
Chunk Value	가변	Chunk에 담긴 데이터 (쿠키, 태그 등)

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4. 연결 설정 및 종료 원리

1. 쿠키 기반 인증

   • 서버는 INIT ACK 단계에서 클라이언트로 쿠키를 전송합니다.
   • 클라이언트는 COOKIE ECHO 단계에서 쿠키를 반환하며 자신이 신뢰 가능한 요청자임을 증명합니다.
   • 이는 SYN 플러딩 공격을 방지하기 위한 설계입니다.

2. Verification Tag

   • 클라이언트와 서버는 각자의 Verification Tag를 생성하여 메시지를 주고받습니다.
   • 이 태그는 연결의 유효성을 검증하며, 잘못된 태그를 가진 패킷은 폐기됩니다.

3. 4-Way Handshake와 종료

   • TCP의 3-Way Handshake와 달리 4단계를 거쳐 연결을 설정합니다.
   • 종료 역시 4단계를 통해 데이터가 모두 전송된 후 연결이 종료됩니다.

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5. TCP와 SCTP 비교

항목	SCTP	TCP
연결 설정 방식	4-Way Handshake	3-Way Handshake
연결 종료 방식	4-Way Termination	4-Way Termination
SYN 플러딩 방지	쿠키 기반 인증 활용	미흡
데이터 스트림	멀티스트리밍 지원	단일 스트리밍

SCTP는 TCP와 유사하지만 멀티스트리밍, 멀티호밍, 쿠키 인증 등 고유의 강력한 기능을 제공합니다.