1.包首部
1)源端和目的端的端口号客户IP地址、客户端口号、服务器IP地址和服务器端口号的四元组)可唯一确定互联网络中每个TCP连接的双方。
2)序号用来标识从TCP发端向TCP收端发送的数据字节流，它表示在这个报文段中的的第一个数据字节。如果将字节流看作在两个应用程序间的单向流动，则TCP用序号对每个字节进行计数。序号是32bit的无符号数，序号到达232－1后又从0开始。
当建立一个新的连接时(或断开连接)，序号字段包含由这个主机选择的该连接的初始序号ISN（InitialSequenceNumber）。ISN随时间而变化，因此每个连接都将有不同的ISN。这样做，一方面是为了防止连接失效后SOCKET被重用使得以前残留的包被错误的接受；另一方面是为了防止黑客轻易的知道序列号之后制造tcp序列号攻击。
3)既然每个传输的字节都被计数，确认序号包含发送确认的一端所期望收到的下一个序号。因此，确认序号应当是上次已成功收到数据字节序号加1。只有ACK标志（下面介绍）为1时确认序号字段才有效。
发送ACK无需任何代价，因为32bit的确认序号字段和ACK标志一样，总是TCP首部的一部分。因此，我们看到一旦一个连接建立起来，这个字段总是被设置，ACK标志也总是被设置为1。
4)首部长度给出首部中32bit字的数目。需要这个值是因为任选字段的长度是可变的。这个字段占4bit，因此TCP最多有60字节的首部。然而，没有任选字段，正常的长度是20字节。
5)6个标志比特。它们中的多个可同时被设置为1。
URG紧急指针（urgentpointer）有效
ACK确认序号有效。acknowledge
PSH接收方应该尽快将这个报文段交给应用层。push
RST重建连接。reset
SYN同步序号用来发起一个连接。synchronization
FIN发端完成发送任务。finish
6)TCP的流量控制由连接的每一端通过声明的窗口大小来提供。窗口大小为字节数，起始于确认序号字段指明的值，这个值是接收端正期望接收的字节。窗口大小是一个16bit字段，因而窗口大小最大为65535字节。
7)检验和覆盖了整个的TCP报文段：TCP首部和TCP数据。这是一个强制性的字段，一定是由发端计算和存储，并由收端进行验证。TCP检验和的计算和UDP检验和的计算相似。
8)只有当URG标志置1时紧急指针才有效。紧急指针是一个正的偏移量，和序号字段中的值相加表示紧急数据最后一个字节的序号。TCP的紧急方式是发送端向另一端发送紧急数据的一种方式。
9)最常见的可选字段是最长报文大小，又称为MSS(MaximumSegmentSize)。每个连接方通常都在通信的第一个报文段（为建立连接而设置SYN标志的那个段）中指明这个选项。它指明本端所能接收的最大长度的报文段。
2.三次握手
1)请求端（通常称为客户）发送一个 SYN 报文段（ SYN 为 1 ）指明客户打算连接的服务器的端口，以及初始顺序号（ ISN ）。
2)服务器发回包含服务器的初始顺序号的 SYN 报文段（ SYN 为 1 ）作为应答(还有服务器顺序号)。同时，将确认号设置为客户的 ISN 加 1 以对客户的 SYN 报文段进行确认（ ACK 也为 1 ）。
3)客户必须将确认号设置为服务器的 ISN 加 1 以对服务器的 SYN 报文段进行确认（ ACK 为 1 ），该报文通知目的主机双方已完成连接建立。
3.关闭连接
因为 TCP 的半关闭（ half-close ），所以才要4次握手才能关闭TCP(图上有错，是4次)。由于一个 TCP 连接是全双工（即数据在两个方向上能同时传递），因此每个方向必须单独地进行关闭。关闭的原则就是当一方完成它的数据发送任务后就能发送一个 FIN 来终止这个方向连接。当一端收到一个 FIN ，它必须通知应用层另一端已经终止了那个方向的数据传送。发送 FIN 通常是应用层进行关闭的结果。
从一方的 TCP 来说，连接的关闭有三种情况：
• 本方启动关闭
收到本方应用进程的关闭命令后， TCP 在发送完尚未处理的报文段后，发 FIN ＝ 1 的报文段给对方，且 TCP 不再受理本方应用进程的数据发送。在 FIN 以前发送的数据字节，包括 FIN ，都需要对方确认，否则要重传。注意 FIN 也占一个顺序号。一旦收到对方对 FIN 的确认以及对方的 FIN 报文段，本方 TCP 就对该 FIN 进行确认，在等待一段时间，然后关闭连接。等待是为了防止本方的确认报文丢失，避免对方的重传报文干扰新的连接。
• 对方启动关闭
当 TCP 收到对方发来的 FIN 报文时，1.发 ACK 确认此 FIN 报文，并通知应用进程连接正在关闭。应用进程将以关闭命令响应。 2.TCP 在发送完尚未处理的报文段后，发一个 FIN 报文给对方 TCP ，然后等待对方对 FIN 的确认，收到确认后关闭连接。若对方的确认未及时到达，在等待一段时间后也关闭连接。
• 双方同时启动关闭
连接双方的应用进程同时发关闭命令，则双方 TCP 在发送完尚未处理的报文段后，发送 FIN 报文。各方 TCP 在 FIN 前所发报文都得到确认后，发 ACK 确认它收到的 FIN 。各方在收到对方对 FIN 的确认后，同样等待一段时间再关闭连接。这称之为同时关闭（ simultaneous close ）。
当关闭连接时，read函数会返回-1！。
4.TCP状态机
表 3-2 TCP 状态表
|
状 态 |
描 述 |
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CLOSED |
关闭状态，没有连接活动或正在进行 |
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LISTEN |
监听状态，服务器正在等待连接进入 |
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SYN RCVD |
收到一个连接请求，尚未确认 |
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SYN SENT |
已经发出连接请求，等待确认 |
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ESTABLISHED |
连接建立，正常数据传输状态 |
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FIN WAIT 1 |
（主动关闭）已经发送关闭请求，等待确认 |
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FIN WAIT 2 |
（主动关闭）收到对方关闭确认，等待对方关闭请求 |
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TIMED WAIT |
完成双向关闭，等待所有分组死掉 |
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CLOSING |
双方同时尝试关闭，等待对方确认 |
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CLOSE WAIT |
（被动关闭）收到对方关闭请求，已经确认 |
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LAST ACK |
（被动关闭）等待最后一个关闭确认，并等待所有分组死掉 |
5.坚持定时器
如果一个确认丢失了，则双方就有可能因为等待对方而使连接终止：接收方等待接收数据（因为它已经向发送方通告了一个非 0的窗口，但此通告也许丢失），而发送方在等待允许它继续发送数据的窗口更新。为防止这种死锁情况的发生，发送方使用一个坚持定时器 (persist timer)来周期性地向接收方查询，以便发现窗口是否已增大。这些从发送方发出的报文段称为窗口探查 (window probe)。
当TCP服务器收到了客户端的0滑动窗口报文的时候，就启动一个定时器来计时，并在定时器溢出的时候向向客户端查询窗口，是否已经增大，如果得到非零的窗口就重新开始发送数据，如果得到0窗口就再开一个新的定时器准备下一次查询。
6.长连接与短连接和保活定时器
长连接就是Client方与Server方先建立通讯连接，连接建立后不断开。
短连接就是Client方与Server每进行一次报文收发交易时才进行通讯连接，交易完毕后立即断开连接。
保活功能主要为服务器应用提供，服务器应用希望知道客户主机是否崩溃，从而可以代表客户使用资源。如果客户已经消失，使得服务器上保留一个半开放的连接，而服务器又在等待来自客户端的数据，则服务器将应远等待客户端的数据，保活功能就是试图在服务器端检测到这种半开放的连接。
eg：如果一个给定的连接在两小时内没有任何的动作，则服务器就向客户发一个探测报文段，来查看客户有没有ack。
长连接：
Keep-Alive模式，http 1.1中默认启用Keep-Alive，如果加入"Connection: close "，才关闭。目前大部分浏览器都是用http1.1协议，也就是说默认都会发起Keep-Alive的连接请求了，所以是否能完成一个完整的Keep- Alive连接就看服务器设置情况。
如何判断消息内容/长度的大小？
7.java TCP
//创建Socket 客户端对象
Socket s = new Socket("127.0.0.1",6666);
//创建ServerSocket 服务器端对象。。
ServerSocket ss = new ServerSocket(6666);
//监听服务器连接
s = ss.accept()();
参考(转)：TCP/IP详解 stevens