TCPとUDP：使い分け

TCPとUDPは、トランスポート層（OSI Layer 4）における2つの主要なプロトコルです。これらは、異なるホスト上のアプリケーション間でデータを送信する方法を定義します。

TCPはコネクション指向のプロトコルです。データを送信する前に、3ウェイハンドシェイクによって接続を確立します。TCPは、データの到達、順序、エラーチェックを保証します。

用途: HTTP/HTTPS、SSH、SMTP、FTPなど、信頼性が必要なアプリケーションです。

TCP接続の確立手順:

1. クライアントがSYN（synchronize）を送信します
2. サーバーがSYN-ACK（synchronize-acknowledge）で応答します
3. クライアントがACK（acknowledge）を送信します

これで接続が確立されます。このハンドシェイクは、SYN flood攻撃の標的になります。

TCPは次の機能を提供します:

• 信頼性 — 失われたパケットを再送します
• 順序制御 — パケットを正しい順序に再構成します
• フロー制御 — 受信側が処理しきれない量のデータを送ることを防ぎます
• 輻輳制御 — ネットワークの容量に合わせて通信を調整します

UDPはコネクションレスのプロトコルです。最初に接続を確立せず、データグラムを送信します。到達、順序、確認応答は保証されません。

用途: DNS、VoIP、動画ストリーミング、オンラインゲーム、DHCPなど、完全性よりも速度が重視されるアプリケーションです。

UDPは高速で軽量です:

• 接続確立のオーバーヘッドがありません
• 再送による遅延がありません
• レイテンシが低くなります
• 必要に応じて、アプリケーション側で信頼性を処理する必要があります（例: UDP上のQUIC）

主な違い:

• TCP: 信頼性があり、順序制御を行い、低速で、コネクション指向です
• UDP: 高速で、信頼性を保証せず、コネクションレスで、オーバーヘッドが小さいです

QUIC（HTTP/3）は、最新のWebパフォーマンス向けに独自の信頼性機能を備え、UDPを使用します。

TCPのハンドシェイクには、次のようなセキュリティ上のリスクがあります:

• SYN flood: 攻撃者がハンドシェイクを完了しないまま大量のSYNパケットを送信し、サーバーのリソースを枯渇させます
• TCPセッションハイジャック: 攻撃者がシーケンス番号を予測し、確立済みのセッションにデータを挿入します

UDPには接続状態がないため、次の攻撃が可能になります:

• UDP増幅DDoS: 攻撃者が被害者のIPを偽装し、少量のリクエストを開放されたUDPサービスへ送信して、容量の大きな応答を被害者へ送り返させます
• DNS増幅: 1つの小さなDNSリクエストによって、はるかに大きな応答を発生させることができます

知っておくべき主要なポート:

• TCP 22 — SSH
• TCP 80 — HTTP
• TCP 443 — HTTPS
• UDP 53 — DNS
• UDP 67/68 — DHCP
• TCP 3306 — MySQL
• TCP 3389 — RDP

ssまたはnetstatを使用して、開いているポートと接続を確認します:

コンピューターからドメイン名を解決するためにDNSクエリを送信します。どのプロトコルが使用されますか?

TCPは、3ウェイハンドシェイクを使用して信頼性のある順序付き配信を行うため、HTTP、SSH、SMTPに適しています。UDPは高速でコネクションレスであるため、DNS、VoIP、ストリーミングに適しています。それぞれに固有のセキュリティ上の影響があり、TCPはSYN floodやセッションハイジャックに対して脆弱で、UDPは増幅攻撃に悪用される可能性があります。