TCP提供的使面向连接的服务，其通信过程分为三个阶段：建立连接、传输数据、释放连接。并且在整个通信过程中，都会对连接进行维护，以保证可靠通信。
1.建立连接
为了建立一个可靠的TCP连接，连接建立过程中要解决以下三个问题：
（1）使每一方能够确知对方的存在。
（2）允许双方协商一些参数（如最大报文段长度、最大窗口大小、服务质量等）。
（3）能够对传输实体资源（如缓存区大小、连接表的项目等）进行分配。
TCP的通信和建立连接都是采用客户/服务器方式。主动发起连接建立的应用进程被称为客户（client）。被动等待连接建立的应用进程被称为服务器（server）。TCP建立连接采用三次握手的方式，如图4-26所示。
图4-26 TCP三次握手建立连接的过程
假设主机A的一个进程发起建立与主机B一个进程的连接，建立连接的过程为：
第一次握手。主机A的TCP向主机B发出连接请求报文段，其首部中的同步比特SYN应置为1，并选择序号x，表明传送数据时的第一个数据字节的序号是x。
第二次握手。主机B的TCP收到连接请求报文段后，如果同意，则发送确认。B在确认报文段中应将SYN置为1，其确认号应为x+1，同时也为自己选择序号y。
第三次握手。主机A收到此报文段后，向主机B给出确认，其确认号应为y+1。主机A的TCP通知上层应用进程，连接已经建立。主机B的TCP收到主机A的确认后，也通知其上层应用进程，连接已经建立。
握手过程中传送的报文里不包含数据，三次握手完毕后，客户端与服务器才正式开始传送数据。理想状态下，TCP连接一旦建立，在通信双方中的任何一方主动关闭连接之前，TCP连接都将被一直保持下去。
2.释放连接
如果说建立连接的过程是握手，那么断开连接的过程可以说是挥手。TCP释放连接是通过四次挥手来实现的，如图4-27所示。
假设主动释放连接方为主机A的进程，被动释放方为主机B的进程。释放连接的过程：(www.xing528.com)
第一次挥手。主机A发送一个FIN报文，FIN=1，发送序号为x，用来关闭主机A到主机B的数据传送，也就是主机A告诉主机B：我已经不会再给你发数据了（当然，在FIN报文之前发送出去的数据，如果没有收到对应的ACK确认报文，主机A依然会重发这些数据）。但此时，主机A还可以接收数据。
第二次挥手。主机B收到FIN报文后，发送一个ACK给对方，确认序号为收到序号x+1（与SYN相同，一个FIN占用一个序号）。
第三次挥手。主机B发送一个FIN，用来关闭主机B到主机A的数据传送，也就是告诉主机A，我的数据也发送完了，不会再给你发数据了。
第四次挥手。主机A收到FIN后，发送一个ACK给主机B，确认序号为收到序号+1，至此，完成四次挥手。
图4-27 TCP四次挥手释放连接的过程
3.数据传输
（1）确认和超时重传。
超时重传机制用来保证TCP传输的可靠性。每次发送数据包时，发送的数据包都有seq号，接收端收到数据后，会回复ACK进行确认，表示某一seq号数据已经收到。发送方在发送了某个seq包后，设置一个计时器，如果当计时器超时，还没有收到对应的ACK回复，就会认为报文丢失，会重传这个数据包。
（2）快速重传。
接收数据一方发现有数据包丢掉了，就会发送ACK报文告诉发送端重传丢失的报文。如果发送端连续收到标号相同的ACK包，则会触发客户端的快速重传。
比较超时重传和快速重传，可以发现超时重传是发送端在傻等超时，然后触发重传；而快速重传则是接收端主动告诉发送端数据没收到，然后触发发送端重传。
（3）流量控制。
TCP采用滑动窗口机制实现流量控制。TCP首部有一个字段“窗口”，接收端窗口又称为通告窗口（rwnd），是接收端告诉发送端自己还有多少缓冲区可以接收数据。发送端可以根据这个接收端的处理能力来发送数据，而不会导致接收端无法处理。滑动窗口也是提高TCP传输效率的一种机制。
（4）拥塞控制。
流量控制只关注发送端和接收端自身的状况，而没有考虑整个网络的通信情况。拥塞控制则是基于整个网络来考虑的。如果某一时刻网络上的延时突然增加，TCP做出的应对只有重传数据，但是重传会导致网络的负担更重，会导致更大的延迟以及更多的丢包。如果一个网络内有成千上万的TCP连接如此操作，会形成“网络风暴”，从而拖垮整个网络。为此，TCP引入了拥塞控制策略。拥塞控制策略算法主要包括：慢启动，拥塞避免，拥塞发生，快速恢复。
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