TCP 和 UDP 是今天应用最广泛的传输层协议，拥有最核心的垄断地位。今天互联网的整个传输层，几乎都是基于这两个协议打造的。

1.2.1 TCP协议

TCP（Transport Control Protocol）是一个传输层协议，提供 Host-To-Host 数据的可靠传输，支持全双工，是一个连接导向的协议。

1.2.1.1 Host-To-Host

TCP 提供的是 Host-To-Host 传输，一台主机通过 TCP 发送数据给另一台主机。这里的主机（Host）是一个抽象的概念，
可以是手机、平板、手表等。收发数据的设备都是主机，所以双方是平等的。
TCP 协议往上是应用到应用（Application-To-Application）的协议。什么是应用到应用的协议呢？比如你用微信发信息给张三，你的微信客户端、微信聊天服务都是应用。微信有自己的聊天协议，微信的聊天协议是应用到应用的协议；如果微信的聊天协议想要工作，就需要一个主机到主机的协议帮助它实现通信。
因此 TCP 上层的应用层协议使用 TCP 能力的时候，需要告知 TCP 是哪个应用——这就是端口号。端口号用于区分应用。
TCP 要实现主机到主机通信，就需要知道主机们的网络地址（IP 地址），但是 TCP 不负责实际地址到地址（Address-To-Address）的传输，因此 TCP 协议把 IP 地址给底层的互联网层处理。
互联网层，也叫网络层（Netowrk Layer），提供地址到地址的通信，IP 协议就在这一层工作。互联网层解决地址到地址的通信，但是不负责信号在具体两个设备间传递。因此，网络层会调用下方的链路层在两个相邻设备间传递信息。当信号在两个设备间传递的时候，科学家又设计出了物理层封装最底层的物理设备、传输介质等，由最下方的物理层提供最底层的传输能力。
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以上的 5 层架构，我们称为互联网协议群，也称作 TCP/IP 协议群。总结下，主机到主机（Host-To-Host）为应用提供应用间通信的能力。

1.2.1.2 连接和会话

连接（Connection）——连接是数据传输双方的契约。
设计上，连接是一种传输数据的行为。传输之前，建立一个连接。具体来说，数据收发双方的内存中都建立一个用于维护数据传输状态的对象，比如双方 IP 和端口是多少？现在发送了多少数据了？状态健康吗？传输速度如何？等。所以，连接是网络行为状态的记录。
会话（Session），会话是应用的行为。比如微信里张三和你聊天，那么张三和你建立一个会话。你要和张三聊天，你们创建一个聊天窗口，这个就是会话。你开始 Typing，开始传输数据，你和微信服务器间建立一个连接。如果你们聊一段时间，各自休息了，约定先不要关微信，1 个小时后再回来。那么连接会断开，因为聊天窗口没关，所以会话还在。
在有些系统设计中，会话会自动重连（也就是重新创建连接），或者帮助创建连接。 此外，会话也负责在多次连接中保存状态，比如 HTTP Session 在多次 HTTP 请求（连接）间保持状态（如用户信息）。
会话是应用层的概念，连接是传输层的概念。

1.2.1.3 可靠性

可靠性指数据保证无损传输。如果发送方按照顺序发送，然后数据无序地在网络间传递，就必须有一种算法在接收方将数据恢复原有的顺序。另外，如果发送方同时要把消息发送给多个接收方，这种情况叫作多播，可靠性要求每个接收方都无损收到相同的副本。多播情况还有强可靠性，就是如果有一个消息到达任何一个接收者，那么所有接受者都必须收到这个消息。

1.2.1.4 TCP 的握手和挥手

TCP 是一个连接导向的协议，设计有建立连接（握手）和断开连接（挥手）的过程。TCP 没有设计会话（Session），因为会话通常是一个应用的行为。

1.2.1.5 TCP 协议的建立连接的过程（3次握手）

SYN（Synchronization）：如果一个 Host 主动向另一个 Host 发起连接，称为请求同步；
FIN（Finish）：如果一个 Host 主动断开请求，称为请求完成；
PSH（Push）：如果一个 Host 给另一个 Host 发送数据，称为数据推送。
ACK（Acknowledgement）：以上 3 种情况，接收方收到数据后，都需要给发送方一个ACK响应。
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  1. 客户端发消息给服务端（SYN）
  2. 服务端准备好进行连接
  3. 服务端针对客户端的 SYN 给一个 ACK
  4. 服务端发送一个 SYN 给客户端
  5. 客户端准备就绪
  6. 客户端给服务端发送一个 ACK

简化后：
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1.2.1.6 TCP 协议的断开连接的过程（4次挥手）

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1.2.1.7 TCP 为什么是 3 次握手，4 次挥手？

TCP 是一个双工协议，为了让双方都保证，建立连接的时候，连接双方都需要向对方发送 SYC（同步请求）和 ACK（响应）
握手阶段双方都没有烦琐的工作，因此一方向另一方发起同步（SYN）之后，另一方可以将自己的 ACK 和 SYN 打包作为一条消息回复，因此是 3 次握手——需要 3 次数据传输。
到了挥手阶段，双方都可能有未完成的工作。收到挥手请求的一方，必须先马上响应（ACK），表示接收到了挥手请求。