TCP是TCP/IP协议栈的核心组成之一，对开发者来说，学习、掌握TCP非常重要。
本文主要内容包括：什么是TCP，为什么要学习TCP，TCP协议格式，通过实例讲解TCP的生命周期（建立连接、传输数据、断开连接）
TCP简介传输层控制协议（Transport Control Protocol），TCP/IP协议栈的核心之一。位于应用层与网络层之间，提供面向连接的、可靠的字节流服务。
记住关键词“面向连接”、“可靠”、“字节流”，这是学习掌握TCP的关键：
面向连接：客户端、服务端交换数据前，需要建立连接；
可靠：通过特定机制，在不可靠的网络之上，确保报文准确送达，
字节流：数据的最小单位为字节。至于字节中存储内容的含义，由于应用层的程序决定。
TCP花了大量的功夫在确保传输层服务的可靠性上，具体举措包括（但不限于）以下：
应用数据切割：应用数据被分隔成TCP认为最适合发送的多个报文段（由特定的算法和机制来确认）
接收端确认：接收端收到报文段后，会向发送端发送确认报文；
超时重传机制：发送端发送一个报文段后，会启动定时器，等待接收端确认收到这个报文；如果没有及时收到确认，发送端会重新发送报文；
数据校验和：发送端发送的报文首部中，有个叫做校验和(checksum)的特殊字段，它是根据报文的首部、数据计算出来的。这是一个端到端的校验和，用来检测传输过程数据的变化。接收端收到报文后会对校验和进行检查，如果校验和存在差错，则丢弃这个报文，且不确认收到此报文（等待发送端超时重发）
报文段排序：TCP报文包裹在IP数据包里进行传输，而IP数据包的到达次序是不固定的。接收端会对接收到的报文段重新排序，这个对应用层是无感知的；
去重复：接收端丢弃重复的报文（比如，因某些原因，虽然接收端已经收到报文，且给发送端发送了接收确认，但接收端没有收到该确认，超时后重新发送了同样的报文）；
流量控制：TCP连接双方都有固定大小的缓冲空间，且只允许发送端发送缓冲空间能够容纳的数据，避免缓冲区溢出；
TCP传输服务的可靠性对应用层的开发者来说至关重要。作为应用层的开发者（比如HTTP server），除了业务逻辑之外，如果还需要操心数据是否正常送达，接收到的数据是否完整，开发效率会相当低下。
参考自《TCP/IP详解卷一》，推荐阅读
TCP首部格式TCP首部格式如下图所示，在不包含可选字段的情况下，大小通常为20个字节。部分字段定义可能并不直观，如果读者觉得某些首部字段不好理解，建议先跳过，结合后文的实例可能更容易理解些。
比如 Sequence Number/Acknowledgment Number/ACK/SYN，结合TCP建立连接的过程来看，会更好理解。
这里留个小问题给读者：怎么知道TCP报文段数据（data）的长度是多少？
Source Port（来源端口）：16位
Destination Port（目的端口）：16位
Sequence Number（序号）：32位
TCP报文段中的数据部分，每一个字节都有它的序号（递增）。根据控制标志（Control Bits）中的SYN是否为1，Sequence Number 表达不同的含义：
SYN = 1：当前为连接建立阶段，此时的序号为初始序号（ISN）。当数据传输正式开始时，数据的第一个字节的序号为 ISN + 1;
SYN = 0：当前报文段中，数据部分的第一个字节的序号。
Acknowledgment Number（确认序号）：32位
当控制标志的ACK为1时，表示发送方希望收到的下一个报文段的序号（Sequence Number）。一旦连接建立成功，ACK值一直为1。
Data Offset（数据偏移量）：4位
TCP报文段的首部长度，单位是word（4字节）。字面含义是：TCP报文段的数据的起始处，距离TCP报文段的起始处 的偏移量。4个字节最大能表示的数字是15，所以首部最大60字节。
Reserved（保留字段）：6位
预留作为后续用途，必须是0。
Control Bits（控制标志）：6位
一共有6个控制标志，其中SYN/ACK、FIN/ACK主要用于连接的建立、断开阶段。
URG: 当置为1时，表示紧急指针（Urgent Pointer）字段有效；
ACK: 确认序号字段（Acknowledgment Number）有效；
PSH: 接收方应立即把这个报文段交给应用层；
RST: 重建连接；
SYN: 同步序号，用于建立连接；
FIN: 发送端不再发送数据；
Window Size（窗口大小）：16位
允许对方发送的数据量。告诉对方自己缓冲区还能容纳多少字节，用来控制对方发送数据的速度。