以传输层采用TCP或者UPD、网络层采用IP、链路层采用Ethernet为例，可以看到TCP/IP中报文的封装过程如上图所示。用户数据经过应用层协议封装后传递给传输层，传输层封装TCP头部，交给网络层，网络层封装IP头部后，再交给数据链路层，数据链路层封装Ethernet帧头和帧尾，交给物理层，物理层以比特流的形式将数据发送到物理线路上。
图1 封装过程
TCP Segment
图2
一、TCP协议概述：
TCP为应用程序提供一种面向连接的、可靠的服务。
TCP的可靠性：
- 面向连接的传输
- 最大报文段长度
- 传输确认机制
- 首部和数据的检验和
- 流量控制
TCP首部格式
图3
TCP使用IP作为网络层协议，TCP数据段被封装在一个IP数据包内。TCP数据段由TCP Head（头部）和TCP Data（数据）组成。
TCP最多有60个字节的首部,如果没有任选字段，正常的长度是20字节。TCP Head如上图标识的一些字段组成，这里列出几个常用的字段。
16位源端口号：TCP会为源应用程序分配一个源端口号。
16位目的端口号：目的应用程序的端口号。每个TCP段都包含源和目的端的端口号，用于寻找发端和收端应用进程。这两个值加上IP首部中的源端IP地址和目的端IP地址可以唯一确定一个TCP连接。
32位序列号：用于标识从TCP发端向TCP收端发送的数据字节流。
32位确认序列号：确认序列号包含发送确认的一端所期望收到的下一个序号。确认序列号为上次成功收到的数据序列号加1。
4位首部长度：表示首部占32bit字的数目。因为TCP首部的最大长度为60字节。
16位窗口大小：表示接收端期望接收的字节，由于该字段为16位，因而窗口大小最大值为65535字节。
16位检验和：检验和覆盖了整个TCP报文段，包括TCP首部和TCP数据。该值由发端计算和存储并由接收端进行验证。
二、TCP的三次握手（建立连接）和四次挥手（断开连接）
TCP连接的建立是一个三次握手的过程。如图所示：
图4
1、请求端（通常也称为客户端）发送一个SYN段表示客户期望连接服务器端口，初始序列号为a。
2、服务器发回序列号为b的SYN段作为响应。同时设置确认序号为客户端的序列号加1（a+1）作为对客户端的SYN报文的确认。
3、客户端设置序列号为服务器端的序列号加1（b+1）作为对服务器端SYN报文段的确认。
这三个报文段完成TCP连接的建立。
TCP连接的建立是一个三次握手的过程，而TCP连接的终止则要经过四次握手。
如图所示：
图5
1、请求端（通常也称为客户端）想终止连接则发送一个FIN段，序列号设置为a。
2、服务器回应一个确认序号为客户端的序列号加1（a+1）的ACK确认段，作为对客户端的FIN报文的确认。
3、服务器端向客户端发送一个FIN终止段（设置序列号为b，确认号为a+1）。
4、客户端返回一个确认报文（设置序列号为b+1）作为响应。
以上四次交互完成双方向的连接的关闭。
三、TCP滑动窗口机制：
图6
TCP滑动窗口技术通过动态改变窗口大小来调节两台主机间的数据传输。每个TCP/IP主机支持全双工数据传输，因此TCP有两个滑动窗口：一个用于接收数据，另一个用于发送数据。TCP使用肯定确认技术，其确认号指的是下一个所期待的字节。
如图中所示以数据单方向发送为例，介绍滑动窗口如何实现流量控制。服务器端向客户端发送4个大小为1024字节的数据段，其中发送端的窗口大小为4096，客户端到以ACK4097响应，窗口大小调整为2048，表明客户端（即接收端）缓冲区只能处理2048个字节的数据段。于是发送端改变其发送速率。发送接收端能够接收的数据段大小2048的数据段。
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