传输控制协议TCP
TCP是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。
主要功能
1、分段：
-----当应用层向TCP层发送用于网间传输的、用8位字节表示的数据流，TCP则把数据流分割成适当长度的报文段，最大传输段大小（MSS）通常受该计算机连接的网络的数据链路层的最大传输单元（MTU）限制。之后TCP把数据包传给IP层，由它来通过网络将包传送给接收端实体的TCP层。
2、4个可靠性机制：确认、重传、排序、流控
------TCP为了保证报文传输的可靠性，就给每个包一个序号，同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。然后接收端实体对已成功收到的字节发回一个相应的确认（ACK）；如果发送端实体在合理的往返时延（RTT）内未收到确认。那么对应的数据将会被重传。
● 在数据正确性与合法性上，TCP用一个校验和函数来检验数据是否有错误，在发送和接收时都要计算校验和，同时可以使用MD5认证对数据进行加密。
● 在保证可靠性上，采用超时重传和捎带确认机制；
● 在流量控制上，采用滑动窗口协议，协议中规定，对于窗口内未经确认的分组需要重传。
主要特点
TCP时一种面向广域网的通信协议，目的是在跨越多个网络通信时，为两个通信端点之间提供一条具有下列特点的通信方式：
（1）基于流的方式
（2）面向连接
（3）可靠通信方式
（4）在网络状态不佳的时候尽量降低系统由于重传带来的带宽开销
（5）通信连接维护的是面向通信的两个端点的，而不考虑中间网段和节点
为满足TCP协议的这些特点，TCP协议做了如下规定：
① 数据分段：在发送端对数据进行分段并排序，在接收端进行重组
② 到达确认：接收端收到分段数据时，根据数据序号向发送端发送确认
③ 超时重传：发送方在发送数据段时启动超时定时器，如果在定时器超时后没有收到相应的确认，则重发
④ 滑动窗口：TCP连接每一方的接收缓冲空间大小都固定，接收端只允许另一端发送接收端缓冲区能接纳的数据，TCP在滑动窗口的基础上提供流量控制，防止较快主机致使较慢主机的缓冲区溢出；
⑤ 失序处理：数据段到达接收端可能会失序，TCP将收到的数据进行重新排序，以正确的顺序重组交给应用层；
⑥ 重复处理：作为IP数据报来传输的TCP分段会发生重复，TCP的接收端必须丢弃重复的数据；
⑦ 数据校验：TCP将保持它首部和数据的校验和，这是一个端到端的校验和，目的是检测数据在传输过程中的变化；如果收到的数据段的校验和有差错，TCP将丢弃这个数据分段，并不确认收到此报文段导致对端超时并重发。
TCP头部
源端口和目的端口，各占2个字节，分别写入源端口和目的端口；
序号，占4个字节，TCP连接中传送的字节流中的每个字节都按顺序编号。例如，一段报文的序号字段值是 301 ，而携带的数据共有100字段，显然下一个报文段（如果还有的话）的数据序号应该从401开始；
确认号，占4个字节，是期望收到对方下一个报文的第一个数据字节的序号。例如，B收到了A发送过来的报文，其***字段是501，而数据长度是200字节，这表明B正确的收到了A发送的到序号700为止的数据。因此，B期望收到A的下一个数据序号是701，于是B在发送给A的确认报文段中把确认号置为701；
数据偏移，占4位，它指出TCP报文的数据距离TCP报文段的起始处有多远；
保留，占6位，保留今后使用，但目前应都位0；
紧急URG，当URG=1，表明紧急指针字段有效。告诉系统此报文段中有紧急数据；
确认ACK，仅当ACK=1时，确认号字段才有效。TCP规定，在连接建立后所有报文的传输都必须把ACK置1；
推送PSH，当两个应用进程进行交互式通信时，有时在一端的应用进程希望在键入一个命令后立即就能收到对方的响应，这时候就将PSH=1；
复位RST，当RST=1，表明TCP连接中出现严重差错，必须释放连接，然后再重新建立连接；
同步SYN，在连接建立时用来同步序号。当SYN=1，ACK=0，表明是连接请求报文，若同意连接，则响应报文中应该使SYN=1，ACK=1；
终止FIN，用来释放连接。当FIN=1，表明此报文的发送方的数据已经发送完毕，并且要求释放；
窗口，占2字节，指的是通知接收方，发送本报文你需要有多大的空间来接受；
检验和，占2字节，校验首部和数据这两部分；
紧急指针，占2字节，指出本报文段中的紧急数据的字节数；
选项，长度可变，定义一些其他的可选的参数。
TCP三次握手
为什么需要三次？
TCP是可靠的传输控制协议，三次握手能保证数据可靠传输又能提高传输效率。
如果TCP的握手是两次：
<1>如果client发给server的SYN报文因为网络原因，延迟发送。由于client没有收到server对SYN的确认报文，会重发SYN报文，服务器和回复ACK，连接建立。数据发送完毕，这条连接被正常关闭。这时，延迟的SYN报文发到了server，server误以为这是client重新发送的同步报文，又回复了一个ACK，和client建立了连接。
<2>如果server给client发送的ACK报文因为网络原因，报文被丢弃，此时server认为已经建立好连接，但是client没有收到确认报文，认为没有建立好连接。client会重发SYN报文，此时server已经处于就绪状态，认为已经建立好连接。
如果TCP的握手是四次：
–1.client给server发送SYN同步报文；
–2.server收到SYN后，给client回复ACK确认报文；
–3.server给client发送SYN同步报文；
–4.client给server发送ACK确认报文。
第2.3步之间，server和client没有任何的数据交互，分开发送相当于多发了一次TCP报文段，SYN和ACK标识只是TCP报头的一个标识位。很明显，这两步可以合并，从而提高连接的速度和效率。
TCP四次挥手
追问：为什么是四次？
TCP是全双工的连接，必须两端同时关闭连接，连接才算真正关闭。 如果一方已经准备关闭写，但是它还可以读另一方发送的数据。发送给FIN结束报文给对方对方收到后，回复ACK报文。当这方也已经写完了准备关闭，发送FIN报文，对方回复ACK。两端都关闭，TCP连接正常关闭。
为什么连接的时候是三次握手，关闭的时候却是四次握手？
答：因为当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后，可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的，SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时，当Server端收到FIN报文时，很可能并不会立即关闭SOCKET，所以只能先回复一个ACK报文，告诉Client端，“你发的FIN报文我收到了”。只有等到我Server端所有的报文都发送完了，我才能发送FIN报文，因此不能一起发送。故需要四步握手。