目次
- 序文
- TCP の概要とその仕組みの概要
- TCP スリーウェイ ハンドシェイクの目的と手順
- TCP 3 ウェイ ハンドシェイク中に発生する可能性のある問題とセキュリティ リスク
- TCP スリーウェイ ハンドシェイクはなぜ必要ですか?
- スリーウェイハンドシェイクの回数を増減することはできますか?
- TCP の 4 方向ハンドシェイクと 3 方向ハンドシェイクの類似点と相違点
序文
ネットワーク通信においては、信頼性の高い伝送プロトコルとしてTCP(Transmission Control Protocol)がインターネットやローカルエリアネットワークで広く使用されています。TCP は接続を確立することで信頼性の高いデータ送信を保証します。TCP スリーウェイ ハンドシェイクは接続を確立するための重要な手順です。この記事では、読者が TCP プロトコルの動作メカニズムをよりよく理解できるように、TCP スリーウェイ ハンドシェイクの目的、手順、考えられる問題、セキュリティ リスクについて詳しく説明します。
TCP の概要とその仕組みの概要
TCP は、信頼性の高いデータ送信を提供する接続指向のプロトコルです。シリアル番号と確認応答メカニズムを通じてデータ送信の信頼性を保証します。TCPヘッダには、送信元ポート番号、宛先ポート番号、シリアル番号、確認応答番号などのデータ送信制御に使用されるフィールドが含まれています。
TCP スリーウェイ ハンドシェイクの目的と手順
TCP 3 ウェイ ハンドシェイクは、TCP 接続を確立するための重要なプロセスであり、その目的は、クライアントとサーバーが確実に合意に達し、信頼性の高い接続を確立することです。具体的な手順は次のとおりです。
- 最初のハンドシェイク(SYN-SENT): クライアントは、SYN フラグが 1 に設定された SYN パケットをサーバーに送信し、クライアントは初期シーケンス番号 (ISN) を選択します。
- 2 番目のハンドシェイク(SYN-RECEIVED): クライアントから送信された SYN パケットを受信した後、サーバーは ACK パケットと自身の SYN パケットで応答します。ACK パケットはクライアントの SYN パケットの受信を確認し、クライアントのシリアル番号を確認します。一方、サーバーは独自の初期シリアル番号を選択します。
- 3 回目のハンドシェイク(ESTABLISHED): サーバーの ACK パケットと SYN パケットを受信した後、クライアントはサーバーの SYN パケットの受信を確認し、サーバーのシリアル番号を確認するために ACK パケットを送信します。ACK パケットがサーバーに到着すると、サーバーとクライアント間の接続が正式に確立されます。
3 ウェイ ハンドシェイク プロセスを通じて、クライアントとサーバーは双方がハンドシェイク パッケージを正しく受信したことを確認し、シリアル番号を確認して相互に接続を確立できます。
TCP 3 ウェイ ハンドシェイク中に発生する可能性のある問題とセキュリティ リスク
TCP の 3 ウェイ ハンドシェイク中には、次のようなセキュリティ リスクと考えられる攻撃方法が存在します。
- SYN フラッド攻撃: 攻撃者は、多数の偽の IP アドレスを装い、サーバーに大量の SYN パケットを送信します。これにより、サーバーのリソースが占有され、サーバーが他の接続要求を正常に処理できなくなります。
- TCP 接続ハイジャック: 攻撃者は TCP 接続のセッション情報を盗み、接続を確立するプロセスに介入してデータ送信の許可を取得します。
これらの攻撃を防ぐために、ファイアウォール、IDS/IPS システムの使用、または同時接続数の制限など、いくつかのセキュリティ対策を講じることができます。
TCP スリーウェイ ハンドシェイクはなぜ必要ですか?
TCP スリーウェイ ハンドシェイクの設計は、クライアントとサーバー間で信頼性の高い接続を確立できることを保証し、データ送信のシリアル番号を相互に確認することです。ハンドシェイク プロセスにより、ネットワーク遅延やパケット損失によるデータ送信エラーを回避できます。
スリーウェイハンドシェイクの回数を増減することはできますか?
TCP スリーウェイ ハンドシェイクは接続を確立するための最小要件であり、広く受け入れられている標準です。実際には、ハンドシェイクの数を増減すると、不必要な複雑さが生じたり、接続の信頼性が低下したりする可能性があります。したがって、ほとんどのネットワーク デバイスおよびアプリケーションとの互換性を維持するために、ハンドシェイクの数を変更することは一般的に推奨されません。
TCP の 4 方向ハンドシェイクと 3 方向ハンドシェイクの類似点と相違点
TCP 4 ウェイ ハンドシェイクは、TCP 接続を終了するプロセスであり、接続を確立する 3 ウェイ ハンドシェイク プロセスに対応します。TCP 4 方向ウェーブの手順は次のとおりです。
- 第 1 波 (FIN-WAIT-1): 接続側は、データの送信が完了したことを示す FIN パケットを送信します。
- 第 2 波 (CLOSE-WAIT): FIN パケットを受信した後、相手は FIN パケットの受信を確認するために ACK パケットを送信しますが、まだ送信すべきデータが残っています。
- 第 3 波 (FIN-WAIT-2): 相手がデータの送信を完了すると、相手もデータの送信が完了したことを示す FIN パケットを送信します。
- 第 4 波（TIME-WAIT）：接続側は FIN パケット受信後、FIN パケットの受信を確認する ACK パケットを送信し、TIME-WAIT 状態に入り、一定時間待機後に接続を切断します。
TCP を 4 回振るプロセスでは、双方がデータ送信を完了したことを確認し、一定時間待機して相手が自身の ACK パケットを受信したことを確認します。
TCP 3 ウェイ ハンドシェイクと比較すると、TCP 4 ウェイ ハンドシェイクにはデータ送信の終了と接続の終了が含まれるため、より多くの手順が必要です。
結論は
TCP スリーウェイ ハンドシェイクを深く理解することで、TCP プロトコルの動作原理と信頼性の高い接続を確立するプロセスをよりよく理解できるようになります。同時に、起こり得るセキュリティ リスクを理解することは、ネットワーク通信のセキュリティを保護するために、対応するセキュリティ対策を講じるのに役立ちます。