TCP協議實現原理
TCP的可靠性通過以下方式來保證：
1.超時重傳:TCP每傳送出一個報文段後，都會啟動一個定時器，對目的端傳回的確認資訊進行確認計時，超時後便重傳。
2.確認訊號:當TCP收到一個來自TCP的報文段後，便會發送回一個確認訊號。
3.檢驗和：TCP將始終保持首部和資料的檢驗和，如果收到的報文段的檢驗和有差錯，便將其丟棄，希望傳送端超時重傳。
4.重新排序：由於IP資料報的達到可能失序，因此TCP將會資料進行重新排序，以正確的順序交給應用層。
5.丟棄重複:由於IP資料報有可能重複，因此TCP將會丟棄重複的資料。
6.流量控制:TCP連線的兩端都有固定大小的緩衝區空間，TCP接受端只允許對端傳送本端緩衝區能容納的資料。
TCP提供流量控制。在雙方進行互動時，會彼此通知自己目前接收緩衝區最多可以接收的資料量（通告視窗），以此確保傳送方傳送的資料不會溢位接收緩衝區。
TCP資料包主要包括：
1. SYN包：請求建立連線的資料包
2. ACK包：迴應資料包，表示接收到了對方的某個資料包
3. PSH包：正常資料包
4. FIN包：通訊結束包
5. RST包： 重置連線
導致TCP協議傳送RST包的原因:
1）SYN 資料段指定的目的埠處沒有接收程序在等待。
2）TCP協議想放棄一個已經存在的連線。
3）TCP接收到一個數據段，但是這個資料段所標識的連線不存在。
接收到RST資料段的TCP協議立即將這條連線非正常地斷開，並嚮應用程式報告錯誤。
6. URG包： 緊急指標
一次完成的TCP通訊包括：建立連線、資料傳輸、關閉連線
建立連線（三次握手）：
1.客戶端通過向伺服器端傳送一個SYN來建立一個主動開啟，作為三路握手的一部分。
2.伺服器端應當為一個合法的SYN回送一個SYN/ACK。
3.最後，客戶端再發送一個ACK。這樣就完成了三路握手，並進入了連線建立狀態。
資料傳輸：
1.傳送資料端傳輸PSH資料包
2.接收資料端回覆ACK資料包
關閉連線（四次分手）：
1. 一端主動關閉連線。向另一端傳送FIN包。
2. 接收到FIN包的另一端迴應一個ACK資料包。
3. 另一端傳送一個FIN包。
4. 接收到FIN包的原發送方傳送ACK對它進行確認。
TCP狀態轉換圖：
說明（netstat可檢視狀態）：
CLOSED： 初始狀態。
LISTEN： 伺服器端的某個SOCKET處於監聽狀態，可以接受連線了。
SYN_RCVD： 伺服器接受到了SYN報文。
SYN_SENT： 客戶端已傳送SYN報文。
ESTABLISHED：連線已經建立了。
FIN_WAIT_1：當SOCKET在ESTABLISHED狀態時，它想主動關閉連線，向對方傳送了FIN報文，此時該SOCKET即進入到FIN_WAIT_1狀態。而當對方迴應ACK報文後，則進入到FIN_WAIT_2狀態，當然在實際的正常情況下，無論對方何種情況下，都應該馬上回應ACK報文，所以FIN_WAIT_1狀態一般是比較難見到的，而FIN_WAIT_2狀態還有時常常可以用netstat看到。
FIN_WAIT_2：上面已經詳細解釋了這種狀態，實際上FIN_WAIT_2狀態下的SOCKET，表示半連線，也即有一方要求close連線，但另外還告訴對方，我暫時還有點資料需要傳送給你，稍後再關閉連線。
TIME_WAIT： 表示收到了對方的FIN報文，併發送出了ACK報文，就等2個MSL（最大生存時間）值（RFC建議2分鐘，Berkeley傳統使用30s）後即可回到CLOSED可用狀態了。如果FIN_WAIT_1狀態下，收到了對方同時帶FIN標誌和ACK標誌的報文時，可以直接進入到TIME_WAIT狀態，而無須經過FIN_WAIT_2狀態。
TIME_WAIT狀態存在兩個理由：
1.可靠地實現TCP連線的終止
2.允許老的重複分解在網路中消逝
執行主動關閉的一端都會進入TIME_WAIT狀態，Linux下高併發的Squid伺服器，TCP TIME_WAIT套接字數量經常達到數萬，伺服器很容易被拖死。通過修改Linux核心引數，可以減少伺服器的TIME_WAIT套接字數量。
CLOSING： 這種狀態比較特殊，實際情況中應該是很少見，屬於一種比較罕見的例外狀態。正常情況下，當你傳送FIN報文後，按理來說是應該先收到（或同時收到）對方的ACK報文，再收到對方的FIN報文。但是CLOSING狀態表示你傳送FIN報文後，並沒有收到對方的ACK報文，反而卻也收到了對方的FIN報文。什麼情況下會出現此種情況呢？其實細想一下，也不難得出結論：那就是如果雙方几乎在同時close一個SOCKET的話，那麼就出現了雙方同時傳送FIN報文的情況，也即會出現CLOSING狀態，表示雙方都正在關閉SOCKET連線。
CLOSE_WAIT： 這種狀態的含義其實是表示在等待關閉。怎麼理解呢？當對方close一個SOCKET後傳送FIN報文給自己，你係統毫無疑問地會迴應一個ACK報文給對方，此時則進入到CLOSE_WAIT狀態。接下來呢，實際上你真正需要考慮的事情是察看你是否還有資料傳送給對方，如果沒有的話，那麼你也就可以close這個SOCKET，傳送FIN報文給對方，也即關閉連線。所以你在CLOSE_WAIT狀態下，需要完成的事情是等待你去關閉連線。
用下面這條語句可以檢視linux伺服器的狀態：
$ netstat -n | awk '/^tcp/ {++Status[$NF]} END {for(name in Status) print name, Status[name]}'
TIME_WAIT 15
CLOSE_WAIT 6
ESTABLISHED 141
TCP傳送資料包過程：
1. 應用程式write資料到傳送緩衝區：如果套介面傳送緩衝區容不下應用程式的所有資料，並且應用程序是阻塞的，應用程序將被掛起，直到所有的資料都拷貝到套介面緩衝區。
2. TCP根據MSS(Maxitum Segment Size)指對資料分段傳送。MSS就是TCP資料包每次能夠傳輸的最大資料分段。為了達到最佳的傳輸效能TCP協議在建立連線的時候通常要協商雙方的MSS值，這個值TCP協議在實現的時候往往用MTU(最大傳輸單元，乙太網MTU為1500)值代替（需要減去IP資料包包頭的大小20Bytes和TCP資料段的包頭20Bytes）所以往往MSS為1460。通訊雙方會根據雙方提供的MSS值得最小值確定為這次連線的最大MSS值。