引言
TCP全称传输控制协议，本节介绍TCP为应用层提供的服务，以及TCP首部中各个字段。
TCP的服务
尽管TCP和UDP都使用相同的网络层（IP），TCP却向应用层提供与UDP完全不同的服务。
TCP提供一种面向连接的、可靠的字节流服务。字节流服务是指TCP不在字节流中插入记录标识符。TCP不对字节流的内容作任何解释，对内容解释的工作由应用层执行。面向连接意味着两个使用TCP的应用（通常是一个客户和一个服务器）在彼此交换数据之前必须先建立一个TCP连接。在一个TCP连接中，仅有两方进行彼此通信。TCP通过下列方式来提供可靠性：
1. 应用数据被分割成TCP认为最适合发送的数据块。由TCP传递给IP的信息单位称为报文段或段（segment）。
2. 当TCP发出一个报文段后，它启动一个定时器，等待目的端确认收到这个报文段。当定时器超时后，它将重传这个报文段。
3. 当TCP收到来自TCP连接另一端的数据，它将发送一个确认。这个确认不是立即发送，通常将推迟几分之一秒。
4. TCP将保持它首部和数据的检验和。如果收到报文段的检验和有差错，TCP将丢弃这个报文段（希望发送端超时并重传）。
5. 既然TCP报文段作为IP数据报来传输，而IP数据报的到达可能会失序，因此TCP报文段的到达也可能会失序。如果必要，TCP将对收到的数据进行重新排序，将收到的数据以正确的顺序交给应用层。
6. 既然IP数据报会发生重复，TCP的接收端必须丢弃重复的数据。
7. TCP还能提供流量控制。TCP连接的每一方都有固定大小的缓冲区。为了防止缓冲区溢出，TCP的接收端只允许对端发送接收端缓冲区能容纳的数据。
TCP的首部
TCP数据被封装在一个IP数据报中，如下图所示：
TCP首部的格式如下图所示：
不包括任何选项的TCP首部的长度是20字节。
TCP首部包含源端口号和目的端口号，指明发送端和接收端进程。这两个端口号加上IP首部中的源端IP地址和目的端IP地址唯一确定一个TCP连接。有时，一个IP地址和一个端口号也称为一个插口（socket），在编程中常称为套接字。插口对（socket pair）(包含客户IP地址、客户端口号、服务器IP地址和服务器端口号的四元组)可唯一确定互联网络中每个TCP连接的双方。
序号用来标识从TCP发端向TCP收端发送的数据字节流，它表示在这个报文段中的的第一个数据字节。序号是32位的无符号数，序号到达2^32－1后又从0开始。当建立一个新的连接时，SYN标志置位。序号字段包含由这个主机选择的该连接的初始序号ISN（Initial Sequence Number）。该主机要发送数据的第一个字节序号为这个ISN加1，因为SYN标志占用了一个序号。（后面我们将看到，FIN标志也占用一个序号）。既然每个传输的字节都有序号，确认序号指明接收端所期望收到的下一个序号。因此，确认序号应当是上次已成功收到数据字节序号加1。只有ACK标志置位时确认序号字段才有效。发送ACK无需任何代价，因为32位的确认序号字段和ACK标志一样，总是TCP首部的一部分。因此，我们看到一旦一个连接建立起来，这个字段总是被设置，ACK标志也总是置位。
TCP为应用层提供全双工服务。这意味数据能在两个方向上独立地进行传输。因此，连接的每一端必须保持每个方向上的传输数据序号。
首部长度给出首部占32字长的数目。这个字段占4位，因此TCP最多有60字节的首部。
在TCP首部中有6个标志位。它们中的多个可同时被置位。下面是每个标志的含义：
URG 紧急指针有效。
ACK 确认序号有效。
PSH 接收方应该尽快将这个报文段交给应用层。
RST 复位连接。
SYN 用来发起一个连接。
FIN 用来终止一个连接。
TCP的流量控制由连接的每一端通过声明的窗口大小来提供。窗口大小为字节数，起始于确认序号字段指明的值，确认序号加上窗口大小限定了对端能发送的数据范围。窗口大小是一个16位字段，因而窗口最大大小为65535字节。使用窗口扩大选项可以扩大首部中指定的窗口大小。
检验和覆盖了整个的TCP报文段：TCP首部和TCP数据。TCP检验和的计算和UDP检验和的计算相似，也使用伪首部。
只有当URG标志置位时紧急指针才有效。紧急指针是一个正的偏移量，和序号字段中的值相加表示紧急数据最后一个字节的序号。TCP的紧急方式是发送端向另一端发送紧急数据的一种方式。
最常见的选项字段是最大报文段大小，又称为MSS(Maximum Segment Size)，它指明了本端所能接收的数据的最大长度。每个连接方通常都在建立连接的SYN报文段中指明这个选项，对于一个以太网，MSS的值最大为1460。