TCP接続プロセス

(株)エクセムコンサルティング本部/APMチームホン・ジンファン

概要

今日、データを伝送する方式の中で、最もよく使われる方式でネットワークを使用しています。

しかし、大量のデータをネットワークを介して転送すると、物理的または論理的なデータ損失が発生します。

データ転送の際に、データの損失を最小限に抑えるために、現在最も一般的に使用されている転送プロトコルTCPの接続確立順序について調べてみましょう。

TCP（Transmission Control Protocol）について

TCPは、ネットワークプロトコルの国際標準規格OSI 7層（Open System Interconnect）の4層（Transport）に属し、3層（Network）のIPプロトコルと同様に使用されるため、「TCP / IP」とも呼ばれます。

TCPの使用の最大の目的は、コンピュータで実行されているプログラム間のデータを失うことなく確実に転送することです。

TCPヘッダ構造

名前	説明
Source Port	送信ポート番号
Destination Port	受信ポート番号
Sequence Number	TCPセグメント内のデータ送信バイト位置
Acknowledgment Number	受信者の次のデータバイト順序番号
Data Offset	TCPヘッダーの長さ
Reserved	予約済みフィールド
TCP Flags	「下記別表参照」
Window	受信側が受信できるデータサイズ
Checksum	TCPヘッダデータを含むセグメント全体の計算値
Urgent Position	緊急に処理する必要があるデータバイト位置
TCP Options	接続の構成中の最大セグメントサイズオプション

– TCPヘッダ構造のうち、接続確立に必要なTCP Flag構造について調べましょう。

名前	説明
URG(Urgent)	特定（緊急）状況では、特定のデータを読みたい場合に使用
ACK(Acknowledgment)	要求に対する確認応答に使用
PSH(Push)	ネットワークでのバッファリングバイパスとデータの即時通過に使用
RST(Reset)	TCP接続中に特異事項が発生し、強制終了時に使用
SYN(Synchronize)	クライアント、サーバのシリアル番号（同期化）を確認する際に使用
FIN(Finish)	TCP接続の終了時に使用

TCP接続確立順序

1. ＴＣＰ通信方式は、データの安定性のために最初の接続時に、クライアント（Source）とサーバ（Destination）との間で３回の処理を行います。この過程を「Three-Way Hand Shake」と呼びます。

2.  SYN [SYNchronous Idle]

– クライアントからサーバーIPへのTCP通信が可能であることを確認してください。

3. SYN [SYNchronous Idle] + ACK [ACKnowledgement]

– クライアントからサーバーIPへのTCP通信が可能であることを確認してください。

4. ACK [ACKnowledgement]

– クライアントでサーバーの通信可能を応答を確認し、データ転送を開始するとサーバーに通知します。

TCP接続の終了順序

TCP接続を終了するとき、接続と順序と同様に、データの安定性のためにサーバーとクライアント間のFIN [Finish]を介して安定的に終了する処理を行います。

1. FIN[Finish] + ACK[ACKnowledgement]

– クライアントからサーバーへの接続を終了するメッセージを送信します。

2. ACK[ACKnowledgement]

– サーバーがFINに応答した後、送信するデータがないことを確認してください。

• FIN[Finish] + ACK[ACKnowledgement]

– 送信するデータがないことを確認後、サーバーからクライアントに終了してもよいというメッセージを送ります。

4. ACK[ACKnowledgement]

– クライアントからサーバーに応答を送信して接続を終了します。

– 以下の画面は、TCP接続/終了シーケンスを全体として示す画面です。

結論

WAS、DB、Client環境を監視する際に多くの問題が発生しますが、その中で最も確認しにくい部分がまさにネットワーク部分だったようです。

 もちろん、対応するサーバー – クライアントタスクの実行に関するログを詳細に残すことは、ネットワーク関連の問題に大きく役立ちますが、詳細ログを残すタスクに負荷がかかる可能性があるため、難しい部分があります。

このため、上記のTCP Dumpを生成して分析リストに追加すれば、もう少し正確な原因問題解決策が出てくると考えます。

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