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。

使用TCP协议通信的双方必须先建立连接，然后才能开始数据的读写。双方都必须为该连接分配必要的内核资源，以管理连接的状态和连接上之后的数据的传输。TCP连接是全双工的，即双方的数据读写可以通过一个连接进行。完成数据交换后，通信双方都必须断开连接以释放系统资源。

TCP连接是一对一的，所以基于广播和多播应该使用UDP协议。

本文将分别讲解TCP协议建立连接（所谓的“3次握手”）和断开连接（所谓的“4次挥手”）的过程。有关TCP协议的权威理论介绍，请参见《TCP/IP详解》这本书。

TCP协议的可靠传输详解 HTTP和HTTPS 网络分层模型以及对应的协议

TCP头部详解如下，部分图上不好画的，在下文会有文字解释。

端口号：

在进行TCP通信时，客户端使用系统自动选择的临时端口号，服务器采用知名服务端口号，如DNS协议端口号53，HTTP协议端口号80。知名服务使用的端口号定义在/etc/services。

六位标志位包含以下几项：

URG：表示紧急指针是否有效；

ACK：表示确认号是否有效，携带ACK标志的数据报文段为确认报文段；

PSH：提示接收端的应用程序应该立即从TCP接受缓冲区中读走数据，为接受后续数据腾出空间；

RST：表示要求对方重新建立连接，携带RST标志位的TCP报文段成为复位报文段；

SYN：表示请求建立一个连接，携带SYN标志的TCP报文段为同步报文段；

FIN：通知对方本端要关闭了，带FIN标志的TCP报文段为结束报文段。

确认序号：

Ack序号，占32位，只有ACK标志位为1时，确认序号字段才有效，Ack=Seq+1。 TCP头部选项：

TCP头部选项是一个可变长的信息，这部分最多包含40字节，因为TCP头部最长60字节，（其中还包含前面20字节的固定部分）。

为什么在TCP首部的开始便是首部长度字段而UDP首部却没有？

因为UDP提供无连接服务，它的数据包包头，是固定长度的8字节，不存在可选字段，可以减少很多传输开销，所以它无需使用首部字段长，因为它的首部就是固定的。

而TCP提供连接服务，它的数据包包头，除了固定的20字节之外，还存在一个可选项，这个可选项字段，是根据TCP连接的要求而变动。这一字段最常见到的就是最大报文大小MSS，它指明发送端所能接收的最大长度的报文段。因为这个字段的存在，所以TCP包头使用了首部长字段。它占4位，以四字节为单位表示TCP包头长度，也就是说，TCP的首部最大长度可以是15x4=60字节，而可选项长可以为60-20=40字节