TCP의 핵심 특성

┌─────────────────────────────────┐
│   Application Layer             │ HTTP, FTP, SSH, DNS
│   (어떤 서비스를 사용할지)      │
├─────────────────────────────────┤
│   Transport Layer ← 지금 여기   │ TCP, UDP
│   (어떤 프로세스에 전달할지)    │ 포트 번호로 프로세스 식별
│   (신뢰성, 순서, 흐름 제어)     │
├─────────────────────────────────┤
│   Network Layer                 │ IP
│   (어떤 컴퓨터로 보낼지)        │
├─────────────────────────────────┤
│   Data Link / Physical          │ Ethernet, Wi-Fi
│   (같은 네트워크에서 전달)      │
└─────────────────────────────────┘

┌──────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    TCP의 4대 보장                        │
├────────────────┬─────────────────────────────────────────┤
│ 연결 지향      │ 데이터 전송 전 3-way handshake로 연결   │
│ (Connection)   │ 양쪽이 준비되었음을 확인한 후 통신 시작 │
├────────────────┼─────────────────────────────────────────┤
│     신뢰성     │ 패킷 손실 → 재전송, 손상 → 폐기+재요청  │
│ (Reliability)  │ ACK/타임아웃 기반으로 전달 보장         │
├────────────────┼─────────────────────────────────────────┤
│ 순서 보장      │ Sequence Number로 원래 순서 재조립      │
│ (Ordering)     │ 늦게 도착한 패킷도 올바른 위치에 배치   │
├────────────────┼─────────────────────────────────────────┤
│ 바이트 스트림  │ 메시지 경계 없이 연속된 바이트로 전달   │
│ (Byte Stream)  │ 경계 구분은 애플리케이션의 책임         │
└────────────────┴─────────────────────────────────────────┘

송신 측 (send 호출)
  send("Hello")  →  5바이트
  send("World")  →  5바이트
  send("!")       →  1바이트

수신 측 (recv 호출) — 아래 중 어느 것이든 가능
  recv(11) → "HelloWorld!"     ← 한 번에 수신
  recv(6)  → "HelloW"          ← 절반만 수신
  recv(3)  → "Hel"             ← 부분 수신
  recv(8)  → "loWorld!"        ← 나머지 수신

→ TCP는 메시지 경계를 보장하지 않음!
→ HTTP: Content-Length나 Transfer-Encoding으로 경계 처리
→ WebSocket: 프레임 헤더에 길이 포함

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├─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┤
│          Source Port          │       Destination Port        │
├───────────────────────────────┼───────────────────────────────┤
│                    Sequence Number                            │
├───────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                 Acknowledgment Number                         │
├───────┬───────┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬───────────────────────────────────┤
│ Offset│Reserve│U│A│P│R│S│F│ Window Size                       │
│ (4bit)│ (3bit)│R│C│S│S│Y│I│ (16bit)                           │
│       │       │G│K│H│T│N│N│                                   │
├───────┴───────┴─┴─┴─┴─┴─┴─┼───────────────────────────────────┤
│          Checksum           │       Urgent Pointer            │
├─────────────────────────────┴─────────────────────────────────┤
│                    Options (가변 길이)                        │
├───────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                    Data (페이로드)                            │
└───────────────────────────────────────────────────────────────┘

서버 (93.184.216.34)
┌─────────────────────────────────────┐
│                                     │
│  :22   ← SSH 데몬                   │
│  :80   ← Nginx (HTTP)               │
│  :443  ← Nginx (HTTPS)              │
│  :3306 ← MySQL                      │
│  :6379 ← Redis                      │
│  :8080 ← Spring Boot API            │
│                                     │
│  같은 IP 주소에 여러 서비스가       │
│  포트 번호로 구분되어 동시 실행     │
└─────────────────────────────────────┘

클라이언트 요청
  93.184.216.34:443 → HTTPS 서비스로 연결
  93.184.216.34:22  → SSH 서비스로 연결

하나의 TCP 연결 = 두 개의 소켓 쌍

클라이언트 소켓                    서버 소켓
(192.168.1.10, 50000, TCP)  ←→  (93.184.216.34, 443, TCP)

연결 식별자 = 4-tuple
  (src IP, src Port, dst IP, dst Port)
  (192.168.1.10, 50000, 93.184.216.34, 443)

같은 서버 포트에 여러 클라이언트 연결
  Client A: (192.168.1.10, 50000) ←→ (93.184.216.34, 443)
  Client B: (192.168.1.10, 50001) ←→ (93.184.216.34, 443)
  Client C: (10.0.0.5,     49200) ←→ (93.184.216.34, 443)

→ 4-tuple이 모두 다르므로 각각 독립적인 연결
→ 서버의 443 포트 하나로 수만 개의 동시 연결 처리 가능

import socket

# === TCP 서버 소켓 ===
def start_server():
    server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    server.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
    server.bind(("0.0.0.0", 8080))
    server.listen(5)  # 백로그 큐 크기

    print(f"서버 소켓: {server.getsockname()}")
    # 출력: 서버 소켓: ('0.0.0.0', 8080)

    while True:
        client, addr = server.accept()
        print(f"클라이언트 연결: {addr}")
        # 출력: 클라이언트 연결: ('192.168.1.10', 50234)

        # 4-tuple 확인
        print(f"  로컬:  {client.getsockname()}")  # ('10.0.0.1', 8080)
        print(f"  원격:  {client.getpeername()}")   # ('192.168.1.10', 50234)

        data = client.recv(1024)
        client.sendall(b"Hello from server")
        client.close()

# === TCP 클라이언트 소켓 ===
def connect_to_server():
    client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    client.connect(("10.0.0.1", 8080))

    print(f"로컬 소켓:  {client.getsockname()}")
    # 출력: ('192.168.1.10', 50234) ← OS가 임시 포트 자동 할당
    print(f"원격 소켓:  {client.getpeername()}")
    # 출력: ('10.0.0.1', 8080)

    client.sendall(b"Hello from client")
    response = client.recv(1024)
    print(f"응답: {response.decode()}")
    client.close()

#!/bin/bash
# === 포트 사용 현황 확인 ===

echo "=== 열려 있는 TCP 포트 목록 ==="
# Linux
ss -tlnp
# 또는
netstat -tlnp

echo ""
echo "=== 특정 포트 사용 프로세스 확인 ==="
# 8080 포트를 사용하는 프로세스
ss -tlnp | grep :8080
# lsof -i :8080

echo ""
echo "=== TCP 연결 상태별 개수 ==="
ss -tan | awk '{print $1}' | sort | uniq -c | sort -rn
# 출력 예시:
#  1523 ESTAB         ← 활성 연결
#   342 TIME-WAIT     ← 종료 대기
#    15 CLOSE-WAIT    ← 상대방의 FIN 수신 후 대기
#     5 LISTEN        ← 연결 대기 중인 서버 소켓

echo ""
echo "=== ESTABLISHED 연결 상세 ==="
ss -tnp state established

echo ""
echo "=== Windows 포트 확인 ==="
# netstat -ano | findstr :8080
# tasklist /FI "PID eq 12345"