解释TCP之前，我们先了解一个概念：TCP/IP协议，这个协议总是被一些人搞混，TCP/IP协议并不是一个协议，而是一组协议的统称。起这个名字是因为TCP与IP是整体架构的核心协议。网络的四层架构就是TCP/IP的分层模型。
什么是TCP?
传输控制协议(Transmission Control Protocol，缩写为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。
TCP的特点？
基于流的方式：TCP可以一个字节一个字节的接收数据，而不是一个规定格式的数据块。
可靠传输：即使因为网络原因导致数据乱序接收，也会在客户端进行重新排序，保证数据正确性。
流量控制：TCP使用滑动窗口功能，确保传输的数据不会超出接收方接收数据的能力。
面向连接：TCP只关注连接双方，不考虑中间网络跳转。
TCP的报文格式
源端口 (Source Port)：16位的源端口表示报文的发送端口。源端口和源IP组成报文的返回地址。
目的端口 (Destination Port)：16位的目的端口表示报文的接收端口。目的端口和目的IP组成报文的接收地址。
序号 (Sequence Number)：是本TCP报文所发送数据的第一个字节的序号。TCP协议中数据部分每个字节都有他的序号。
确认号 (Acknowledgment Number)：是期望收到对方发送的下次报文数据部分第一个字节的序号。
头部长度/数据偏移 (Header Length/Data Offset)：该字段表示头部包含多少个32位数据，4位的最大值是15，所以TCP报文头部最大为60个字节。
预留字段 (Reserved)：全部置为0，预留字段，暂无意义。
标志位 (Flags)：表示TCP包的特定连接状态。占用6位，每一位对应一个状态。
URG：URGent表示紧急，当一个报文被标记为紧急报文，该报文需要尽快发送，而不是按原来的次序来发送。
ACK：表示报文已成功被接收。TCP协议规定建立连接后，所有的报文ACK字段都为1
PSH：表示通知接收端处理接收的报文，而不是将报文放在buffer缓存中。
RST：重连标志，用于重置由于主机崩溃或者其他原因而出现的错误连接，可以拒绝一个无效的数据请求。
SYN：同步标志，TCP建立连接的第一步，会将SYN置为1.
FIN：表示发送端已将数据发送完毕。
窗口大小 (Window)：表示发送端期望一次接收的数据量。
校验和 (Checksum)：TCP头部和数据部分进行校验和计算，接收端用于对收到的数据包进行验证。
紧急指针(Urgent Pointer)：表示报文中第一个紧急数据字节的指针。只有当URG标志位为1时，才有效。
选项和填充 (Options And Padding)：表示TCP可选选项和位数对齐填充，使TCP头部为32位的整数倍。
TCP建立连接过程
TCP建立连接的过程需要经过三次请求的交互，俗称三次握手。我们先来看一下三次握手的过程。
第一次握手：Client进入SYN_SEND状态，发送一个SYN报文(SYN标志位为1)，并指明Client的初始序列号ISN，即seq = x。
第二次握手：Server收到Client的SYN报文，反手发送一个SYN确认报文(SYN标志位和ACK标志位为1)，并指明自己的初始序列号ISN，即seq = y。同时将Client的ISN+1，作为确认序号ack的值，表示Server已经收到了Client发送来的SYN报文，并希望收到的下一个报文数据的第一个字节的序号是x+1，Server进入SYN-RCVD状态。
第三次握手：Client收到Server的SYN确认报文，会发送一个确认收到报文。把Server的ISN+1作为ack的值，表示已收到Server发送的SYN确认报文，希望收到的下一个数据的第一个字节的序号是y+1，Client进入Established状态。Server收到Client的确认收到报文后，也进入Established状态。双方开始发送数据。
过程图示
TCP断开连接过程
断开连接过程涉及两个角色：主动断开连接方，下文用A代替；被动断开连接方，下文用B来代替。
第一次挥手：A向B发送一个断开连接请求的报文(FIN标志位为1)，指明A的ISN，即seq=a。A进入FIN_WAIT_1状态，表示A已经没有数据要发给B了，准备关闭socket连接。
第二次挥手：在收到A发送的断连报文后，B会发送一个断连确认报文(ACK标志位为1)，指明自己的ISN，即seq=b，将Client的ISN+1，作为确认序号ack的值，表示B已经收到了A发送的断连报文，并希望收到的下一个报文数据的第一个字节的序号是a+1。进入CLOSE_WAIT状态，B通知应用程序关闭连接，直到应用程序反馈关闭成功，CLOSE_WAIT状态依然可以传输数据。A收到B的断连确认报文后进入FIN_WAIT_2状态。
第三次挥手：B收到应用程序关闭连接成功的反馈后，向A发送可以断开连接的报文(FIN标志位与ACK标志位为1)，指明B的ISN，即seq=c，ack还是a+1。A进入LAST_ACK状态。
第四次挥手：A收到B发送可以断开连接的报文，向B发送确认关闭连接报文(ACK标志位为1)，指明B的ISN，即seq=a+1。A转入TIME_WAIT状态，等待2MSL的时间后，转入CLOSED状态。B收到确认报文后转入CLOSED状态，完成整个断开连接的过程。
过程图示
关于TCP的面试题
TCP建立连接为什么需要三次握手？
我们设想这样一个场景，在外的游子自从上了大学回家的次数便越来越少，小小的电话便是我们唯一的沟通方式，但是由于电话信号是不可靠的，我们总需要先确定对方是否能听到的话。
我：喂？妈！能听到吗？
妈妈：能听到？你那边能听到吗？
我：我能听到。
三次握手的过程就是这个互相试探的过程。
第一次握手，Client询问Server是否可以接收消息，希望得到Server的回应。
第二次握手，Server收到了Client的询问，Server再把去试探Client能否正常接收信息。
第三次握手，Client收到了Server的状态，Server可以给Client发消息了。
这里包含了双方的互相试探。
如果改成2次握手，则Server不会知道Client是否能接收确认信息。比如这样
建立连接是失败的，但Server还是会发送数据。
而四次握手是完全没有必要的，因为3次就已经满足需求了。
TCP断开连接为什么需要四次挥手？
这个其实很好理解，在上学的时候，老师就像主动断开连接的一方。
老师：我们这堂课要讲的东西已经讲完了，剩下的时间你们自习吧，有问题的同学上来问。
学生们：好的，老师
这段时间，学生可以提问题~~~
学生们：老师，我们没有问题了
老师：好，下课
四次握手的原因就是，我要讲的讲完了，你还有要说的，你就说，说完咱再下课。反映在图中。
TIME_WAIT为什么需要等待2MSL?
MSL(Maximum Segment Lifetime) 报文最大生存时间，MSL的时间是从被动方接收到FIN后发送ACK开始计时。如果主动方没有接收到ACK报文，被动方收到FIN报文的超时重传，MSL将会重新计时。
需要等待2MSL，相当于至少允许断连确认报文丢失一次。增强稳定性。