传输控制协议(Transmission Control Protocol，TCP)是一种传输层协议。TCP使数据包从源到目的地的传输更加顺畅。它是一种面向连接的端到端协议。每个数据包由TCP包裹在一个报头中，该报头由10个强制字段共20个字节和一个0到40 字节的可选数据字段组成
1.源端口号(Source Port)：16bits，该字段标识发送方应用程序的端口号。
2.目标端口号(Destination Port)：16bits，该字段标识接收方应用程序的端口号。
3.序列号(Sequence Number)：32bits，在连接建立(三次握手)后，该字段包含一个32位随机初始序列号/起始数据位，随后增加传输的字节数。
4.确认应答号(Acknowledgement Number)：32bits，接收方使用这个32位参数来请求下一个TCP段。它是下一个预测的TCP段的序列号。
5.报头长度(Header Length)：4bits，该字段表示TCP报头的大小，但是是按比例缩小的版本。
6.保留位(Reserved)：6bits，该字段的位设置为零。这些位保留供以后使用。
7.标志位(Flags bits)：6bits，一组六个字段，每个字段长一位。TCP标志用于指示TCP会话期间的特定状态，可用于故障排除或控制特定连接的处理方式。每个标志位值为1，表示特定标志为”设置”。如下图所示：
TCP标志是TCP报头中存在的各种类型的标志位，它们每个都有自己的意义，它们启动连接、携带数据并断开连接。
SYN和ACK标志用于TCP三次握手以建立连接。在TCP连接建立过程中，TCP发送了一个设置了SYN标志的TCP段。ACK标志始终设置，除了TCP连接建立的第一段。只有SYN标志被设置，表示这是新的TCP连接的第一个段。
TCP使用三次握手来建立可靠的连接。连接是全双工的(full-duplex)，双方相互同步(SYN)和确认(ACK)。三次握手分三个步骤进行：SYN、SYN, ACK、ACK，如下图所示：
四次挥手分四个步骤进行：FIN, ACK、ACK、FIN, ACK、ACK。四次挥手，就是在关闭连接的时候双方一共要操作四次。
URG和PSH标志在数据传输期间使用。
(1).URG(Urgent，紧急标志)：当设置此位值时，数据优先于其它数据。表示数据包所携带的数据应立即由TCP堆栈处理。表明发送端向另一端使用紧急方式发送数据，包中有需要紧急处理的数据。
(2).ACK(Acknowledgment，确认标志)：应答响应，这个位字段在连接建立(三次握手)和数据传输期间使用。用于确认数据包已经收到，也用于确认发起请求和拆除请求。TCP规定除了最初建立连接时的SYN包之外该位必须设置为1。
(3).PSH(Push，推送标志)：这个位字段告诉应用程序立即发送数据。表示传入的数据应该直接传递给应用程序，而不是被缓存。PSH为0，也就是普通情况下，则不需要立即传，而是先进行缓存。
(4).RST(Reset，重置标志)：这个位字段设置是为了重置TCP连接。表示连接已关闭，或者服务可能不接受请求。表示TCP连接中出现异常必须强制断开连接。RST标志用于中止连接，经常用它解决网络连接问题。
(5).SYN(Synchronization，同步标志)：这个位标志用于发起一个连接，建立连接并设置初始序列号。
(6).FIN(Finish，完成标志)：这个位字段表示TCP连接的结束，表示正在断开连接或关闭连接。发送方和接收方都发送FIN包以终止连接。表示发送方完成任务，今后不会有数据发送，希望断开连接。当通信结束希望断开连接，通信双方的主机之间就可以相互交换FIN位置为1的TCP段。FIN标志用于终止TCP连接。
8.窗口大小(Window Size)：16bits，该参数表示接收端的缓存容量。窗口的大小用于管理数据流。
9.校验和(Checksum)：16bits，发送方计算循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check，CRC)校验和，并在数据传输前将其添加到该字段中，以防止数据错误。接收设备可以使用校验和来检查接收到的报头和载荷(payload)中的缺陷。
10.紧急指针(Urgent Pointer)：16bits，指向段中紧急数据的结尾。但是，仅当设置了URG标志时才会出现此字段。
11.选项/可选数据(Options/optional data)：0--40字节，该字段包含可选的信息，例如最大段大小、时间戳、窗口大小扩展、填充等。
以上内容主要来自于网络整理。
序列号：在建立连接时由计算机生成的随机数作为其初始值，通过 SYN 包传给接收端主机，每发送一次数据，就「累加」一次该「数据字节数」的大小。用来解决网络包乱序问题。
确认应答号：指下一次「期望」收到的数据的序列号，发送端收到这个确认应答以后可以认为在这个序号以前的数据都已经被正常接收。用来解决丢包的问题。
控制位：
- ACK：该位为
1时，「确认应答」的字段变为有效，TCP 规定除了最初建立连接时的SYN包之外该位必须设置为1。 - RST：该位为
1时，表示 TCP 连接中出现异常必须强制断开连接。 - SYN：该位为
1时，表示希望建立连接，并在其「序列号」的字段进行序列号初始值的设定。 - FIN：该位为
1时，表示今后不会再有数据发送，希望断开连接。当通信结束希望断开连接时，通信双方的主机之间就可以相互交换FIN位为 1 的 TCP 段。
TCP 与 UDP 的区别（重要）
- 是否面向连接 ：UDP 在传送数据之前不需要先建立连接。而 TCP 提供面向连接的服务，在传送数据之前必须先建立连接，数据传送结束后要释放连接。
- 是否是可靠传输：远地主机在收到 UDP 报文后，不需要给出任何确认，并且不保证数据不丢失，不保证是否顺序到达。TCP 提供可靠的传输服务，TCP 在传递数据之前，会有三次握手来建立连接，而且在数据传递时，有确认、窗口、重传、拥塞控制机制。通过 TCP 连接传输的数据，无差错、不丢失、不重复、并且按序到达。
- 是否有状态 ：这个和上面的“是否可靠传输”相对应。TCP 传输是有状态的，这个有状态说的是 TCP 会去记录自己发送消息的状态比如消息是否发送了、是否被接收了等等。为此 ，TCP 需要维持复杂的连接状态表。而 UDP 是无状态服务，简单来说就是不管发出去之后的事情了（这很渣男！）。
- 传输效率 ：由于使用 TCP 进行传输的时候多了连接、确认、重传等机制，所以 TCP 的传输效率要比 UDP 低很多。
- 传输形式 ： TCP 是面向字节流的，UDP 是面向报文的。
- 首部开销 ：TCP 首部开销（20 ～ 60 字节）比 UDP 首部开销（8 字节）要大。
- 是否提供广播或多播服务 ：TCP 只支持点对点通信，UDP 支持一对一、一对多、多对一、多对多；
- ......
什么时候选择 TCP,什么时候选 UDP?
- UDP 一般用于即时通信，比如： 语音、 视频 、直播等等。这些场景对传输数据的准确性要求不是特别高，比如你看视频即使少个一两帧，实际给人的感觉区别也不大。
- TCP 用于对传输准确性要求特别高的场景，比如文件传输、发送和接收邮件、远程登录等等。
HTTP 基于 TCP 还是 UDP？
HTTP 协议是基于 TCP 协议的，所以发送 HTTP 请求之前首先要建立 TCP 连接也就是要经历 3 次握手。
使用 TCP 的协议有哪些?使用 UDP 的协议有哪些?
运行于 TCP 协议之上的协议 ：
- HTTP 协议 ：超文本传输协议（HTTP，HyperText Transfer Protocol)主要是为 Web 浏览器与 Web 服务器之间的通信而设计的。当我们使用浏览器浏览网页的时候，我们网页就是通过 HTTP 请求进行加载的。
- HTTPS 协议 ：更安全的超文本传输协议(HTTPS,Hypertext Transfer Protocol Secure)，身披 SSL 外衣的 HTTP 协议
- FTP 协议：文件传输协议 FTP（File Transfer Protocol），提供文件传输服务，基于 TCP 实现可靠的传输。使用 FTP 传输文件的好处是可以屏蔽操作系统和文件存储方式。
- SMTP 协议：简单邮件传输协议（SMTP，Simple Mail Transfer Protocol）的缩写，基于 TCP 协议，用来发送电子邮件。注意 ⚠️：接受邮件的协议不是 SMTP 而是 POP3 协议。
- POP3/IMAP 协议： POP3 和 IMAP 两者都是负责邮件接收的协议。
- Telent 协议：远程登陆协议，通过一个终端登陆到其他服务器。被一种称为 SSH 的非常安全的协议所取代。
- SSH 协议 : SSH（ Secure Shell）是目前较可靠，专为远程登录会话和其他网络服务提供安全性的协议。利用 SSH 协议可以有效防止远程管理过程中的信息泄露问题。SSH 建立在可靠的传输协议 TCP 之上。
- ......
运行于 UDP 协议之上的协议 ：
- DHCP 协议：动态主机配置协议，动态配置 IP 地址
- DNS ： 域名系统（DNS，Domain Name System）将人类可读的域名 (例如，www.baidu.com) 转换为机器可读的 IP 地址 (例如，220.181.38.148)。 我们可以将其理解为专为互联网设计的电话薄。实际上 DNS 同时支持 UDP 和 TCP 协议
