TCP Status 상태에 대해서

안녕하세요 쿤드입니다. 🍀

RFC 793에 나와있는 상태도를 바탕으로 하나씩 따라가면서 확인하면 보입니다.

python2로 구현된 간단한 tcp client/server 코드와 함께 확인해보겠습니다.

 

* TCB: Transmission Control Block

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ESTABLISHED까지는 1가지 경우인데
종료할때는 2가지 case로 나뉩니다. RFC793 Link

• Normal Close(일반 종료): FIN-WAIT-1 ➡️ FIN-WAIT-2 ➡️ TIME-WAIT
• Simultaneous close(동시 종료): FIN-WAIT-1 ➡️ CLOSING ➡️ TIME-WAIT

일반 종료  - 어느 한쪽에서 종료하기 위해 FIN을 날린 경우	동시 종료 - Clinet, Server 양쪽에서 동시에 FIN을 날린 경우

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Python Code로 테스트 (Code link)

Server	Client

 

Server쪽에서 일반 종료인 경우 netstat으로 확인해서 보았습니다.

 

Server에서 socket() 열고, bind()하고 listen() 함수 호출해서 Listening을 하면

  tcp        0      0 0.0.0.0:9999            0.0.0.0:*               LISTEN      8268/python          off (0.00/0/0)

 

Client에서

connect() 호출하면
  tcp        0      0 SERVER_IP:9999      CLIENT_IP:36391     ESTABLISHED 8268/python          off (0.00/0/0)

 

send(), recv() 호출 이후 종료
  tcp        0      1 SERVER_IP:9999      CLIENT_IP:36391     FIN_WAIT1   -                    on (0.17/0/0)
  tcp        0      0 SERVER_IP:9999      CLIENT_IP:36391     FIN_WAIT2   -                    timewait (8.99/0/0)
  tcp        0      0 SERVER_IP:9999      CLIENT_IP:36391     FIN_WAIT2   -                    timewait (7.97/0/0)
  tcp        0      0 SERVER_IP:9999      CLIENT_IP:36391     TIME_WAIT   -                    timewait (59.90/0/0)
  tcp        0      0 SERVER_IP:9999      CLIENT_IP:36391     TIME_WAIT   -                    timewait (58.88/0/0)
  tcp        0      0 SERVER_IP:9999      CLIENT_IP:36391     TIME_WAIT   -                    timewait (57.86/0/0)

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CLOSE_WAIT 상태는 상태도만 봤을때 이해가 잘 안가서 Server/Receiver 쪽에서 억지로 재현해보았습니다.

• Client/Sender에서 ESTABLISHED 이후에 data를 보냄
• Server/Receiver에서 'ACK!' 라고 응답 (60sec 대기)
• Client/Sender에서 data를 보냄
• Server/Receiver는 여저히 sleep으로 대기상태

# 서버쪽 응답하는 thread 코드
def handle_client_connection(client_socket):
    while True:
        request = client_socket.recv(1024)
        print 'Received {}'.format(request)
        print 'send ack & sleep'
        try:
            client_socket.send('ACK!')
            time.sleep(60)  # <--- 여기서 막음 
        except socket.error as error:
            break
    client_socket.close()

• 이때 Client/Sender는 응답을 못 받아서 대기중인 상태인데 강제로 종료 (Ctrl + C, KeyboardInterrupt)

 

이렇게 하는 경우 또 다른 client에서 붙고 마찬가지로 멈춰버린 상태에서 client process 강제 종료

tcp        0      0 0.0.0.0:9999            0.0.0.0:*               LISTEN      17043/python         off (0.00/0/0)
tcp       54      0 SERVER_IP:9999      CLIENT1_IP:39099     CLOSE_WAIT  17043/python         off (0.00/0/0)
tcp       54      0 SERVER_IP:9999      CLIENT2_IP:47657      CLOSE_WAIT  17043/python         off (0.00/0/0)

 

이 예시에서는 sleep 60으로 60s 지나면 해소가 되는데

Deadlock이라도 걸려서 저 상태가 계속해서 지속되면 결국엔 CLOSE_WAIT이 쌓여서 사용 가능한 PORT를 전부 사용하게 될테고

서버가 행업이 됩니다.

저 상태에서 Server side가 close를 호출하지 못하면 CLOSE_WAIT은 자동으로 사라지지도 않습니다.

 

이것이 실제 production 환경에서 발생한다면

dead lock 걸린 부분을 찾아서 소스 코드를 수정하기 전까지는 

시스템 엔지니어는 주기적으로 CLOSE_WAIT 개수를 체크해서 서버 프로세스를 재시작해주면서 버티는 방법밖에는 없어보입니다.