はじめに

以前、Pythonでサーバーを自作していたときに、こんな疑問が浮かびました。

「recv(1024)って指定しても、TCPだと全部届かないときあるのに、UDPは一発で届く…なんで？」

それまではなんとなく「TCPは信頼性があってUDPは速いけど雑」くらいの認識だったけど、このリアルな違和感から調べた結果、ソケットの仕組みやTCP/UDPの本質がストンと腹落ちしました。

この記事では、そのときの疑問→調査→理解をベースに、ソケット通信の本質とプロトコルの違いを整理します。

以下は、Pythonで開発した TCP/UDP ソケットを用いて独自のサーバーとプロトコルを実装したシンプルなチャットメッセンジャーアプリです。
https://github.com/ga-techcraft/Online-Chat-Messenger

そもそもソケット通信ってどこに保存されてるの？

ソケットも、カーネルの送信バッファ・受信バッファに保存されている！

アプリ → write() → カーネルの送信バッファ → ネットワークへ
アプリ ← read()  ← カーネルの受信バッファ ← ネットワークから

TCPやUDPは、その送受信の過程でデータの整形や再構築をしている

conn.sendall(b"HELLO")
conn.sendall(b"WORLD")

data = conn.recv(1024)

→ data == b"HELLOWORLD"になることもあるし，分割されてることもある

理由：TCPは流れだから。どこまでが1通かは自分で判断する必要がある

sock.sendto(b"HELLO", addr)
sock.sendto(b"WORLD", addr)

data, _ = sock.recvfrom(1024)

→ data == b"HELLO" （2回目のrecvfrom()でb"WORLD"が来る）

理由：UDPは「メッセージ」だから。送信 = 受信が保証されている