TCP/UDPの仕組み

TCP てぃーしーぴー

TCPTransmission Control Protocolコネクション型信頼性3ウェイハンドシェイクフロー制御

TCPについて教えて

簡単に言うとこんな感じ！

インターネットで「必ず届ける」を約束する配達員みたいなプロトコルだよ。荷物（データ）が届いたか確認して、届いてなければ再送してくれるんだ。Webブラウジングやファイル転送に使われてるんだよ！

TCPとは

TCP（Transmission Control Protocol）は、インターネットのトランスポート層で動作する、信頼性のある通信を保証するプロトコルです。1981年にRFC 793として標準化され、現在もWebブラウジング・電子メール・ファイル転送など、データが確実に届くことが重要なほぼすべての通信に使われています。

TCPの最大の特徴はコネクション型であることです。通信を始める前に送信側と受信側が「3ウェイハンドシェイク」と呼ばれる手順で接続を確立し、データが正しく届いたことを確認しながら通信を進めます。届かなかったデータは自動的に再送されるため、アプリケーション側は「データが届く」ことを前提に実装できます。

一方でこの信頼性保証の仕組みにはオーバーヘッド（余分な処理や通信）が伴います。確認応答や再送の待機時間が発生するため、リアルタイム性が求められる映像配信やゲームでは、より軽量なUDPが選ばれることもあります。

TCPの主な機能

機能	説明
コネクション管理	3ウェイハンドシェイクで接続確立、4ウェイハンドシェイクで切断
シーケンス番号	データに番号を付けて順序を保証する
確認応答（ACK）	受信側が「届いた」をACKで通知する
再送制御	一定時間ACKが来なければ自動再送する
フロー制御	受信側のバッファあふれを防ぐウィンドウ制御
輻輳制御	ネットワーク混雑を検知してペースを下げる
チェックサム	データ破損を検出する誤り検出機能

歴史と背景

1974年：Vint CerfとBob KahnがTCP/IPの概念を論文で発表
1981年：RFC 793でTCPが正式標準化。現在も基本仕様は変わっていない
1988年：Van Jacobsonが輻輳制御アルゴリズムを追加（RFC 1122）
2001年：SACK（選択的確認応答）が広く実装される（RFC 2018）
2016年：GoogleがBBRアルゴリズムを発表し輻輳制御が進化
2020年代：QUIC（HTTP/3の基盤）がTCPの後継として普及が進む

TCPのセグメント構造

TCPヘッダは最小20バイト（オプションなし）。SYN・ACK・FIN・RSTなどのフラグビットが通信の状態を制御します。

規格・RFC番号	内容
RFC 793	TCP の基本仕様
RFC 1122	インターネットホスト通信層要件（輻輳制御含む）
RFC 2018	TCP選択的確認応答（SACK）
RFC 7323	TCP拡張オプション（タイムスタンプ・ウィンドウスケール）
RFC 9293	TCPの最新統合仕様（2022年）

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TCPの主な機能

歴史と背景

TCPのセグメント構造

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