TCPがデータを届ける仕組み
勉強記録
現在、ネットワークの勉強をしています。
トランスポート層のTCPプロトコルが、どうやってデータを確実に届けるのかについてまとめてみました。
読んでいる技術書はこちら♪イラストが多いので、わかりやすいです！
トランスポート層の役割については前回簡単にまとめています。
programming-kanamama.hatenablog.com
TCPヘッダーとは？
TCPのセグメントは、先ほども言ったようにデータ本体の上にTCPヘッダーがついた構造になっています。
このTCPヘッダーにはデータを送るための様々な情報が含まれており、たとえば・・・
・シーケンス番号（送信済みバイト数）
・確認応答番号（送信済みのバイト数）
・コントロールフラグ
・データオフセット（TCPヘッダーの長さ）
・ウィンドウサイズ（まとめて受信できるデータサイズ）
・チェックサム（データが壊れていないかチェックするための情報）
などが含まれています。
コントロールフラグ
TCPヘッダーの中に含まれるコントロールフラグとは、今の状況を相手に伝えてTCPの通信を制御する働きをします。
（フラグとはオン/オフの２つの状態を持つデータのこと）
フラグには様々な種類があります。
（CWR、ECE、URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN）
その一部を紹介すると
・ECE（通信経路が混雑して受信できなくなるかもしれないから、通信速度を落としてほしいことを伝える）
・ACK（何かを確認したことを伝える。確認応答番号と組み合わせて使われる）
・SYN（接続を開始する際にオンにする）
・FIN（通信を終了したいことを伝える）
などなど・・・
通信の開始から終了までの流れ
TCPで通信する場合、まず「コネクション確立」から始まります。
（「コネクションを張る」と言ったりするようです）
コネクション確立は３ステップで行われるので「３ウェイ・ハンドシェイク」と呼ばれます。
コネクションが確立するとデータ転送ができるようになり、データを送り終えたら「コネクション終了」をします。
コネクション確立
先ほど説明したように、TCPヘッダーのコントロールフラグであるSYNとACKが使われます。
１．クライアントからサーバーへコネクション要求（SYNがオンになります）
２．クライアントからサーバーへのコネクション確立、そしてサーバーからクライアントへコネクション要求（ACKとSYNオンになります）
３．サーバーからクライアントへのコネクション確立（ACKがオン）
このように3ステップでコネクションの確立を行います。
SYNは通信を開始したいときにオンにするフラグで、ACKはちゃんと届いたよーということを表すフラグです。
コネクション終了
コネクション終了にはコントロールフラグのFINを使います。
コネクション確立のときと同じように、今度はSYNではなくFINフラグをオンにします。
シーケンス番号とMSSをすり合わせている
コネクションを確立するときに、シーケンス番号（送信済みのバイト数）と、最大セグメントサイズ（MSS）をすり合わせています。
MSSは１セグメントで転送可能なデータの最大量のことです。
クライアントとサーバーでMSSが違うので、小さいほうのMSSが採用されます。
