本文摘录自《UNIX网络编程 卷1》。
1. TCP特性
相对于不可靠、无连接的用户数据报协议（User Datagram Protocol, UDP），传输控制协议（Transmission Control Protocol, TCP）是可靠的、面向连接的协议。除此之外，TCP还提供了以下特性：
1）TCP含有用于动态估算客户和服务器之间的往返时间（round-trip time, RTT），以便它知道等待一个确认需要多长时间。
2）TCP通过给其中每个字节关联一个序列号对所发送的数据进行排序（sequencing）。
3）TCP提供流量控制（flow control）。TCP总是告知对端在任何时刻它一次能够从对端接受多少字节的数据，这称为通知窗口（advertised window）。在任何时刻，该窗口指出接受缓冲区中当前可用的空间量，从而确保发送端发送的数据不会使接收缓冲区溢出。该窗口时刻动态变化：当接收到来自发送端的数据时，窗口大小就减小，但是当接收端应用从缓冲区中读取时，窗口大小就增大。通知窗口大小减小到0是有可能的：当TCP对应某个套接字的接收缓冲区已满，导致它必须等待应用从该缓冲区读取数据时，方能从对端再接收数据。
4）TCP连接是全双工的（full-duplex）。
2. TCP连接的建立和终止
2.1 三路握手
建立一个TCP连接时会发生下述情形：
1）服务器必须准备好接受外来的链接。这通常通过调用socket、bind和listen这3个函数来完成，我们称之为被动打开（passive open）。
2）客户端通过调用connect发起主动打开（active open）。这导致客户端TCP发送一个SYN（synchronization，同步）分节，它告诉服务器，客户端将在（待建立的）连接中发送的数据的初始序列号。通常SYN字节不携带数据，其所在IP数据报只含有一个IP首部、一个TCP首部及可能有的TCP选项。
3）服务器必须确认（acknowlegement, ACK）客户端的SYN，同时自己也得发送一个SYN分节，它含有服务器将在同一连接中发送的数据的初始序列号。服务器在单个分节中发送SYN和对客户端SYN的ACK（确认）。
4）客户端必须确认服务器的SYN。
下图展示了TCP三路握手：
图2-2给出的客户端的初始序列号为J，服务器的初始序列号为K。ACK中的确认号是发送这个ACK的一端所期待的下一个序列号。因为SYN占据一个字节的序列号空间，所以每一个SYN的ACK中的确认号就是SYN的初始序列号加1。类似地，每一个FIN（finish， 表示结束）的ACK中的确认号为该FIN的序列号加1。
2.2 TCP连接终止
TCP建立一个连接需要3个分节，终止一个连接则需要4个分节。
1）某个应用进程首先调用close，我们称该端执行主动关闭（active close）。该端的TCP于是发送一个FIN分节，表示数据发送完毕。
2）接收到这个FIN的对端执行被动关闭（passive clsose）。这个FIN有TCP确认。它的接收也作为一个文件结束符（end-of-file）传递给接收端应用进程（放在已排队等候该应用进程接收的任何其他数据之后），因为FIN的接收意味着接收端应用进程在相应连接上再无额外数据可接收。
3）一段时间后，接收到这个文件结束符的应用进程将调用close关闭它的套接字。这导致它的TCP也发送一个FIN。
4）接收这个最终FIN的原发送端TCP（即执行主动关闭的那一端）确认这个FIN。
既然每个方向都需要一个FIN和一个ACK，因此通常需要4个分节。我们使用限定词“通常”是因为：某些情形下步骤1的FIN随数据一起发送；另外，步骤2和步骤3发送的分节都出自执行被动关闭的那一端，有可能被合并成一个分节。
下图展示了TCP连接终止的4个分节：
类似SYN，一个FIN也占据1个字节的序列号空间。因此，每个FIN的ACK确认号就是这个FIN的序列号加1。
在步骤2和步骤3之间，从执行被动关闭一端到执行主动关闭一端流动数据是可能的。这称为半关闭（half-close）。
当套接字被关闭时，其所在端TCP各自发送了一个FIN。我们在图中指出，这是由应用进程调用close而发生的，不过需要认识到，当一个Unix进程无论自愿地（调用exit或从main函数返回）还是非自愿地（收到一个终止本进程的信号）终止时，所有打开的描述符都被关闭，这也导致仍然打开的任何TCP连接端也发出一个FIN。
图2-3展示了客户端执行主动关闭的情形，不过我们指出，无论是客户端还是服务器，任何一端都可以执行主动关闭。通常情况是客户端执行主动关闭，但是某些协议（如HTTP/1.0）却由服务器执行主动关闭。
2.3 观察分组
图2-5展示了一个完整的TCP连接所发生的实际分组交换情况，包括连接建立、数据传送和连接终止3个阶段。
