인터넷 및 데이터에 대해서 공부를 하기 시작하면서 MSS 및 데이터에 대해서 들어보면 많이 생소한 단어들을 들었을때 당황하는 경우가 있을 것이다. 그래서 초보자들도 이해하기 쉽게 기본적인 단어들의 개념에 대해서 정리를 해볼까 한다.

MSS란 어떤 것인가?

인터넷에서 데이터를 전송할 때 데이터는 한 번에 전부 전송되는 것이 아니라 작은 단위로 나누어 전달됩니다.

TCP를 사용하는 통신에서는 데이터를 TCP 세그먼트(Segment)라는 단위로 나누어 전송합니다.

이때 TCP 세그먼트에 담을 수 있는 데이터 영역의 최대 크기를 MSS(Maximum Segment Size)라고 합니다.

쉽게 말하면 MSS는 다음과 같습니다.

MSS↓TCP가 한 번에 전송할 수 있는데이터의 최대 크기

여기서 중요한 점은 MSS가 TCP 헤더와 IP 헤더를 제외한 실제 데이터의 최대 크기라는 것입니다.

MSS는 왜 필요한가?

네트워크에서 데이터를 전송할 때 패킷의 크기에는 제한이 있습니다.

앞서 살펴본 MTU(Maximum Transmission Unit)가 대표적인 기준입니다.

예를 들어 일반적인 Ethernet 환경에서 MTU가 1500바이트라고 가정해 보겠습니다.

MTU = 1500 Bytes

여기에 IP 헤더와 TCP 헤더가 들어가야 하기 때문에 실제 TCP 데이터가 사용할 수 있는 공간은 1500바이트보다 작습니다.

일반적인 IPv4 환경에서는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

MTU1500 Bytes- IP Header20 Bytes- TCP Header20 Bytes= MSS1460 Bytes

따라서 일반적인 IPv4 Ethernet 환경에서는 MSS가 1460바이트인 경우가 많습니다.

MTU와 MSS의 관계

MSS를 이해하려면 MTU와 함께 생각하는 것이 가장 쉽습니다.

┌───────────────────────────────┐│        IP Packet              ││          1500 Bytes           ││                               ││ ┌────────┬────────┬─────────┐ ││ │IP Header│TCP Header│ Data  │ ││ │20 Bytes │20 Bytes │1460 B │ ││ └────────┴────────┴─────────┘ │└───────────────────────────────┘

따라서 일반적인 IPv4 환경에서는:

MSS = MTU - IP Header - TCP Header

가 됩니다.

MSS = 1500 - 20 - 20MSS = 1460 Bytes

다만 IP 헤더나 TCP 헤더에 옵션이 포함되면 실제 크기는 달라질 수 있습니다.

MSS와 MTU의 차이

MTU와 MSS는 비슷하게 들리지만 기준이 다릅니다.

MTU는 네트워크에서 전송할 수 있는 IP 패킷 전체의 최대 크기입니다.

MSS는 TCP 세그먼트에 담을 수 있는 실제 데이터의 최대 크기입니다.

구분	MTU	MSS
의미	최대 패킷 크기	최대 TCP 데이터 크기
기준	IP 패킷	TCP 데이터
헤더 포함	IP 패킷 전체	데이터 영역 기준
일반적인 IPv4 Ethernet	1500B	1460B

쉽게 기억하면:

MTU는 전체 크기, MSS는 그 안에 들어가는 TCP 데이터 크기입니다.

TCP 세그먼트란?

MSS를 이해하기 위해서는 TCP 세그먼트도 알아야 합니다.

TCP는 애플리케이션에서 전달받은 데이터를 적절한 크기로 나누어 전송합니다.

애플리케이션 데이터        ↓TCP        ↓TCP 세그먼트        ↓IP 패킷        ↓네트워크

예를 들어 5000바이트의 데이터를 전송한다고 가정해 보겠습니다.

MSS가 1460바이트라면 데이터를 여러 개의 TCP 세그먼트로 나눌 수 있습니다.

5000 Bytes↓ 분할1460 Bytes1460 Bytes1460 Bytes620 Bytes

이렇게 나누어진 데이터가 TCP 세그먼트에 담겨 전송됩니다.

MSS는 어떻게 결정될까?

TCP 연결을 시작할 때 양쪽 장치는 서로 사용할 수 있는 MSS 정보를 전달합니다.

TCP 연결을 시작하는 과정인 3-Way Handshake에서 MSS 옵션을 전달할 수 있습니다.

클라이언트                    서버   SYN   ───────────────────────→   MSS = 1460   ←───────────────────────   SYN + ACK   MSS = 1460

이렇게 서로 자신의 MSS 값을 알려주고 TCP 통신을 진행합니다.

TCP 3-Way Handshake와 MSS

TCP 연결은 일반적으로 다음과 같은 3단계 과정을 통해 만들어집니다.

① SYN② SYN + ACK③ ACK

이 과정에서 TCP 옵션을 전달할 수 있으며 MSS도 그중 하나입니다.

예를 들어:

클라이언트MSS = 1460      ↓서버MSS = 1460

각 장치가 자신이 수신할 수 있는 TCP 데이터 크기를 상대방에게 알려주는 방식입니다.

MSS는 양쪽이 반드시 같은 값일까?

반드시 같은 값일 필요는 없습니다.

예를 들어:

클라이언트MSS = 1460서버MSS = 1380

처럼 서로 다른 MSS를 사용할 수도 있습니다.

TCP에서는 상대방이 제시한 MSS를 고려하여 자신이 보내는 데이터 세그먼트의 크기를 결정합니다.

쉽게 말하면 내가 보내는 데이터의 크기는 상대방이 받아들일 수 있는 크기를 기준으로 결정될 수 있습니다.

MSS와 TCP 데이터 전송

예를 들어 서버가 클라이언트에게 5000바이트 데이터를 전송한다고 가정해 보겠습니다.

클라이언트가 제시한 MSS가 1460바이트라면 서버는 데이터를 다음과 같이 나누어 보낼 수 있습니다.

5000 Bytes    ↓┌────────────┐│ 1460 Bytes │├────────────┤│ 1460 Bytes │├────────────┤│ 1460 Bytes │├────────────┤│  620 Bytes │└────────────┘

각각의 데이터가 TCP 세그먼트에 담겨 전송됩니다.

MSS가 너무 크면 어떻게 될까?

MSS가 네트워크 경로의 MTU보다 지나치게 크면 문제가 발생할 수 있습니다.

예를 들어:

MSS = 1460MTU = 1400

라면 TCP 데이터 1460바이트에 IP 및 TCP 헤더가 추가되면서 패킷 크기가 MTU를 초과할 수 있습니다.

1460+ 20 IP Header+ 20 TCP Header= 1500 Bytes

하지만 네트워크에서 허용되는 MTU가 1400바이트라면 이 패킷을 그대로 전달할 수 없습니다.

이런 상황에서는 패킷 분할이나 전송 실패 등의 문제가 발생할 가능성이 있습니다.

MSS가 너무 작으면 어떻게 될까?

반대로 MSS가 너무 작게 설정되면 하나의 데이터를 전송하기 위해 더 많은 TCP 세그먼트가 필요합니다.

예를 들어 6000바이트 데이터를 전송한다고 가정해 보겠습니다.

MSS가 1500바이트라면:

1500150015001500

4개의 세그먼트가 필요합니다.

하지만 MSS가 500바이트라면:

500500500500...

더 많은 세그먼트가 필요합니다.

각 세그먼트에는 TCP/IP 헤더가 붙기 때문에 세그먼트가 지나치게 많아지면 헤더 오버헤드가 증가할 수 있습니다.

따라서 네트워크 환경에 맞는 적절한 MSS를 사용하는 것이 중요합니다.

MSS와 패킷 분할

MSS는 TCP 데이터가 네트워크의 MTU를 초과하지 않도록 하는 데 중요한 역할을 합니다.

TCP는 데이터를 적절한 크기로 나누어 전송하기 때문에 IP 계층에서 불필요한 Fragmentation(패킷 분할)이 발생하는 것을 줄이는 데 도움이 됩니다.

적절한 MSSTCP 데이터   ↓MSS 크기에 맞춰 분할   ↓IP 패킷   ↓MTU 범위 내 전송

따라서 TCP에서는 MSS를 적절하게 설정하는 것이 중요합니다.

MSS와 Path MTU

앞서 MTU에서 살펴본 것처럼 실제 통신에서는 출발지와 목적지 사이의 모든 네트워크 구간을 고려해야 합니다.

예를 들어:

PCMTU 1500 ↓라우터MTU 1500 ↓VPNMTU 1400 ↓서버MTU 1500

이 경우 전체 경로에서 가장 작은 MTU는 1400바이트입니다.

따라서 TCP에서는 이 경로를 고려하여 MSS를 적절하게 조정해야 합니다.

일반적인 IPv4 기준으로 단순 계산하면:

1400 - 20 - 20= 1360 Bytes

따라서 MSS를 1360바이트 정도로 설정하는 방식이 가능합니다.

MSS Clamping이란?

VPN이나 터널링 환경에서 MTU 문제가 발생할 때 MSS Clamping이라는 기술을 사용할 수 있습니다.

MSS Clamping은 TCP 연결에서 MSS 값을 적절한 크기로 조정하여 패킷이 네트워크 경로의 MTU를 초과하지 않도록 하는 방식입니다.

예를 들어:

기존 MSS1460 Bytes↓ 조정MSS1360 Bytes

이렇게 하면 VPN이나 터널링으로 인해 실제 전송 가능한 패킷 크기가 줄어든 환경에서 MTU 초과 문제를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

MSS와 VPN

VPN을 사용하는 환경에서는 MSS가 특히 중요할 수 있습니다.

VPN에서는 기존 패킷에 추가적인 터널링 헤더가 붙을 수 있습니다.

일반적인 패킷[IP][TCP][DATA]VPN 환경[VPN][IP][TCP][DATA]

추가 헤더가 들어가면서 실제 데이터를 담을 수 있는 공간이 줄어들 수 있습니다.

따라서 일반적인 Ethernet 환경에서 사용하는 MSS 1460을 그대로 사용하면 VPN 환경의 MTU를 초과할 가능성이 있습니다.

이때 MSS를 낮춰 패킷 크기를 조정할 수 있습니다.

MSS와 네트워크 성능

MSS는 네트워크 성능에도 영향을 줄 수 있습니다.

적절한 MSS를 사용하면 한 번에 비교적 많은 데이터를 전송하면서 불필요한 패킷 분할을 줄일 수 있습니다.

반대로 MSS가 지나치게 작으면 동일한 데이터를 전송하기 위해 더 많은 세그먼트가 필요할 수 있습니다.

적절한 MSS↓적절한 패킷 크기↓효율적인 데이터 전송

하지만 MSS 하나만으로 네트워크 성능이 결정되는 것은 아닙니다.

TCP 윈도우 크기, RTT, 패킷 손실률, 네트워크 대역폭 등 다양한 요소가 함께 영향을 줍니다.

MSS를 쉽게 이해하는 방법

MSS는 택배 상자에 실제 물건을 담을 수 있는 최대 크기라고 생각하면 이해하기 쉽습니다.

택배 차량에 실을 수 있는 전체 상자 크기가 MTU라면, 상자 안에서 실제 물건이 차지할 수 있는 공간이 MSS라고 볼 수 있습니다.

┌────────────────────────────┐│          MTU               ││                            ││ ┌────────────────────────┐ ││ │       TCP Data         │ ││ │          MSS           │ ││ └────────────────────────┘ ││  IP/TCP Header 공간        │└────────────────────────────┘

즉,

MTU = 전체 패킷 크기의 제한

MSS = 그 패킷 안에서 TCP 데이터가 사용할 수 있는 최대 크기

라고 생각하면 됩니다.

MTU와 MSS를 함께 기억하기

두 개념을 한 번에 정리하면 다음과 같습니다.

MTU↓IP 패킷 전체의 최대 크기MSS↓TCP 데이터의 최대 크기

일반적인 IPv4 Ethernet 환경에서는:

MTU = 1500IP Header = 20TCP Header = 20MSS = 1460

즉:

1500 = 20 + 20 + 1460

이 관계를 기억하면 MTU와 MSS의 차이를 이해하기 쉽습니다.

결론

MSS(Maximum Segment Size)는 TCP가 하나의 세그먼트에 담아 전송할 수 있는 실제 데이터의 최대 크기를 의미합니다.

MTU가 IP 패킷 전체의 최대 크기를 나타낸다면 MSS는 그 안에서 TCP 데이터가 사용할 수 있는 최대 크기를 의미합니다.

일반적인 IPv4 Ethernet 환경에서는 MTU가 1500바이트이고 IP 헤더와 TCP 헤더가 각각 20바이트라고 가정하면 MSS는 1460바이트가 됩니다.

1500 - 20 - 20 = 1460

MSS는 TCP 연결 과정에서 상대방에게 전달되며, TCP는 상대방이 제시한 MSS를 고려하여 데이터를 적절한 크기의 세그먼트로 나누어 전송합니다.

특히 VPN이나 터널링 환경에서는 MTU가 작아질 수 있기 때문에 MSS Clamping 등을 이용해 MSS를 조정하는 경우도 있습니다.

결국 MSS는 TCP 데이터를 어떤 크기로 나누어 전송할 것인지 결정하는 중요한 기준이며, MTU와 함께 이해하면 네트워크 패킷이 실제로 어떻게 전송되는지 이해하는 데 큰 도움이 됩니다.