TCP數(shù)據(jù)被封裝在一個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)中如下圖：
TCP數(shù)據(jù)在IP數(shù)據(jù)報(bào)中的封裝
顯示TCP首部的數(shù)據(jù)格式。如果不計(jì)任選字段，它通常是20個(gè)字節(jié)。
每個(gè)TCP段都包含源端和目的端的端口號(hào)，用于尋找發(fā)端和收端應(yīng)用進(jìn)程。這兩個(gè)值加上IP首部中的源端IP地址和目的端IP地址唯一確定一個(gè)TCP連接。
有時(shí)，一個(gè)IP地址和一個(gè)端口號(hào)也稱(chēng)為一個(gè)插口（socket）。這個(gè)術(shù)語(yǔ)出現(xiàn)在最早的TCP規(guī)范（RFC793）校?罄此?滄魑?硎靜?死?嫻謀喑探涌凇２蹇詼裕╯ocketpair）(包含客戶IP地址、客戶端口號(hào)、服務(wù)器IP地址和服務(wù)器端口號(hào)的四元組)可唯一確定互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)TCP連接的雙方。
序號(hào)用來(lái)標(biāo)識(shí)從TCP發(fā)端向TCP收端發(fā)送的數(shù)據(jù)字節(jié)流，它表示在這個(gè)報(bào)文段中的的第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)。如果將字節(jié)流看作在兩個(gè)應(yīng)用程序間的單向流動(dòng)，則TCP用序號(hào)對(duì)每個(gè)字節(jié)進(jìn)行計(jì)數(shù)。序號(hào)是32bit的無(wú)符號(hào)數(shù)，序號(hào)到達(dá)232－1后又從0開(kāi)始。
當(dāng)建立一個(gè)新的連接時(shí)，SYN標(biāo)志變1。序號(hào)字段包含由這個(gè)主機(jī)選擇的該連接的初始序號(hào)ISN（InitialSequenceNumber）。該主機(jī)要發(fā)送數(shù)據(jù)的第一個(gè)字節(jié)序號(hào)為這個(gè)ISN加1，因?yàn)镾YN標(biāo)志消耗了一個(gè)序號(hào)（將在下章詳細(xì)介紹如何建立和終止連接，屆時(shí)我們將看到FIN標(biāo)志也要占用一個(gè)序號(hào)）。
既然每個(gè)傳輸?shù)淖止?jié)都被計(jì)數(shù)，確認(rèn)序號(hào)包含發(fā)送確認(rèn)的一端所期望收到的下一個(gè)序號(hào)。因此，確認(rèn)序號(hào)應(yīng)當(dāng)是上次已成功收到數(shù)據(jù)字節(jié)序號(hào)加1。只有ACK標(biāo)志（下面介紹）為1時(shí)確認(rèn)序號(hào)字段才有效。
發(fā)送ACK無(wú)需任何代價(jià)，因?yàn)?2bit的確認(rèn)序號(hào)字段和ACK標(biāo)志一樣，總是TCP首部的一部分。因此，我們看到一旦一個(gè)連接建立起來(lái)，這個(gè)字段總是被設(shè)置，ACK標(biāo)志也總是被設(shè)置為1。
TCP為應(yīng)用層提供全雙工服務(wù)。這意味數(shù)據(jù)能在兩個(gè)方向上獨(dú)立地進(jìn)行傳輸。因此，連接的每一端必須保持每個(gè)方向上的傳輸數(shù)據(jù)序號(hào)。
TCP可以表述為一個(gè)沒(méi)有選擇確認(rèn)或否認(rèn)的滑動(dòng)窗口協(xié)議（滑動(dòng)窗口協(xié)議用于數(shù)據(jù)傳輸將在20.3節(jié)介紹）。我們說(shuō)TCP缺少選擇確認(rèn)是因?yàn)門(mén)CP首部中的確認(rèn)序號(hào)表示發(fā)方已成功收到字節(jié)，但還不包含確認(rèn)序號(hào)所指的字節(jié)。當(dāng)前還無(wú)法對(duì)數(shù)據(jù)流中選定的部分進(jìn)行確認(rèn)。例如，如果1～1024字節(jié)已經(jīng)成功收到，下一報(bào)文段中包含序號(hào)從2049～3072的字節(jié)，收端并不能確認(rèn)這個(gè)新的報(bào)文段。它所能做的就是發(fā)回一個(gè)確認(rèn)序號(hào)為1025的ACK。它也無(wú)法對(duì)一個(gè)報(bào)文段進(jìn)行否認(rèn)。例如，如果收到包含1025～2048字節(jié)的報(bào)文段，但它的檢驗(yàn)和錯(cuò)，TCP接收端所能做的就是發(fā)回一個(gè)確認(rèn)序號(hào)為1025的ACK。
首部長(zhǎng)度給出首部中32bit字的數(shù)目。需要這個(gè)值是因?yàn)槿芜x字段的長(zhǎng)度是可變的。這個(gè)字段占4bit，因此TCP最多有60字節(jié)的首部。然而，沒(méi)有任選字段，正常的長(zhǎng)度是20字節(jié)。在TCP首部中有6個(gè)標(biāo)志比特。它們中的多個(gè)可同時(shí)被設(shè)置為1。我們?cè)谶@兒簡(jiǎn)單介紹它們的用法。
URG緊急指針（urgentpointer）有效
ACK確認(rèn)序號(hào)有效。
PSH接收方應(yīng)該盡快將這個(gè)報(bào)文段交給應(yīng)用層。
RST重建連接。
SYN同步序號(hào)用來(lái)發(fā)起一個(gè)連接。這個(gè)標(biāo)志和下一個(gè)標(biāo)志將在第18章介紹。
FIN發(fā)端完成發(fā)送任務(wù)。
TCP的流量控制由連接的每一端通過(guò)聲明的窗口大小來(lái)提供。窗口大小為字節(jié)數(shù)，起始于確認(rèn)序號(hào)字段指明的值，這個(gè)值是接收端正期望接收的字節(jié)。窗口大小是一個(gè)16bit字段，因而窗口大小最大為65535字節(jié)。在24.4節(jié)我們將看到新的窗口刻度選項(xiàng)，它允許這個(gè)值按比例變化以提供更大的窗口。
檢驗(yàn)和覆蓋了整個(gè)的TCP報(bào)文段：TCP首部和TCP數(shù)據(jù)。這是一個(gè)強(qiáng)制性的字段，一定是由發(fā)端計(jì)算和存儲(chǔ)，并由收端進(jìn)行驗(yàn)證。TCP檢驗(yàn)和的計(jì)算和UDP檢驗(yàn)和的計(jì)算相似。
只有當(dāng)URG標(biāo)志置1時(shí)緊急指針才有效。緊急指針是一個(gè)正的偏移量，和序號(hào)字段中的值相加表示緊急數(shù)據(jù)最后一個(gè)字節(jié)的序號(hào)。TCP的緊急方式是發(fā)送端向另一端發(fā)送緊急數(shù)據(jù)的一種方式。
最常見(jiàn)的可選字段是最長(zhǎng)報(bào)文大小，又稱(chēng)為MSS(MaximumSegmentSize)。每個(gè)連接方通常都在通信的第一個(gè)報(bào)文段（為建立連接而設(shè)置SYN標(biāo)志的那個(gè)段）中指明這個(gè)選項(xiàng)。它指明本端所能接收的最大長(zhǎng)度的報(bào)文段。
從上圖中我們注意到TCP報(bào)文段中的數(shù)據(jù)部分是可選的。我們將在18章中看到在一個(gè)連接建立和一個(gè)連接終止時(shí)，雙方交換的報(bào)文段僅有TCP首部。如果一方?jīng)]有數(shù)據(jù)要發(fā)送，也使用沒(méi)有任何數(shù)據(jù)的首部來(lái)確認(rèn)收到的數(shù)據(jù)。在處理超時(shí)的許多情況中，也會(huì)發(fā)送不帶任何數(shù)據(jù)的報(bào)文段。
