1. TCP报文结构
TCP头部由固定头部（20字节）、头部选项（最长40字节）组成。
1.1. 固定头部
| 字段 | 功能 |
|---|---|
| 32位序列号 | 一次TCP传输活动中，一个传输方向上，字节流中的每一个字节的编号。 |
| 32位确认号 | 用于响应对方，告诉对方收到了数据，等于序列号+1 |
| 4位头部长度 | 记录了TCP头部的长度有几个32Bit |
| 6个标志位 | |
| 16位窗口大小 | 接收通告窗口（RWND），于流量控制，拥塞控制中会用到 |
| 16位校验和 | 发送端填充，接收端进行校验 |
| 16位紧急指针 |
16位标志位
| 标志位 | 功能 |
|---|---|
| URG | 紧急指针是否有效 |
| ACK | 确认号是否有效 |
| PSH | 接收方应该尽快将这个报文交给应用层，这是一个数据报文 |
| RST | 连接复位请求 |
| SYN | 同步序号，用于建立连接，这是一个连接请求报文 |
| FIN | 这是一个close报文 |
1.2. 头部选项
头部选项长度可变，最长40个字节，主要是用于在建立连接时，协商一些参数，确定开启那些功能。头部选项结构如下（3部分）：
| 一个Byte | 一个Byte | n个Byte |
|---|---|---|
| kind | length | info |
| 选项类型 | 头部选项的长度（包括kind和length） | 选项的具体信息 |
1.2.1. 流控相关
流控相关的选项，只在建立TCP连接时才会发送，即SYN包中。
kind=2, length=4, info占用2个Byte
用于指定最大报文段长度，此时，TCP连接初始化时，双方以此协商最大报文段长度（MSS），一般这个MSS=MTU-40，这个“40”包含20字节的tcp头部和20字节的ip头部。这样一来，报文就不超过MTU的长度，也就是减少了ip分片。
kind=3, length=3，info占用1个Byte
窗口扩大因子，info记录移位数，用于设置RWND，例如，固定头部中的16位窗口大小是S，头部选项给的窗口扩大因子是T，那么这一次TCP连接的实际RWND大小就是: $S \times 2^T，T \in [0,14]$，也就是S左移T位。但是有一个问题，人家RWND最大才16bBit(65536)，这样一搞，不就超了吗？实际上内核是允许的，并可以通过修改 /proc/sys/net/ipv4/tcp_window_scaling 的值来启用或者关闭窗口扩大因子选项。
1.2.2. 报文重传相关
kind=4, length=2, 无info
该选项在建立连接时使用，用于启用SACK选项（Selective Acknowledgment，选择性确认）。TCP协议有丢包重传的功能，假如现在发送方发送了A、B、C、D、E、F，6个报文，结果从B开始丢包了，此时TCP模块会重传A之后的所有报文，开启SACK功能后，TCP模块只重传那些丢失的报文，至于如何确认那些报文丢失了，就是kind=5选项的工作了。
kind=5, ..., ...
这个是SACK实际工作选项，也就是丢包时会用到，这个选项会发送丢包信息（info），发送方通过这些信息确认丢失的报文。
参考 【报文重传】 篇章理解该选项。
1.2.3. 时间戳相关
kind=8, length=10, info占用8个Byte
这个是时间戳选项，计算RTT时间，主要服务于流控。
2. 协议特性
传输层协议有两个，TCP和UDP，我们都知道UDP是数据报协议，用于广播/多播场景， 而TCP协议是面向连接、字节流、可靠传输的传输层协议，同时，每每提到TCP协议，都会提及用塞控制，对于这些关键特性后面会有单独的章节进行介绍：
- 面向连接： 每一次的通讯都需要建立
一对一的连接，然后才能进行数据传输，数据传输完成后结束连接。 - 字节流： 在发送端，应用层通过N次写操作，将数据放到TCP发送缓存区后，TCP模块会将发送缓存区中的数据封装成M个TCP报文发送出去，但是这个N和M没有联系，再说接收端接收到数据后，TCP模块会按照报文的序号将数据依次放入TCP的接收缓存区中，并通知应用程序读取数据，应用程序是一次性读取完成还是分为K次读取，完全是应用程序的设计需求，和N、M没有关系。也就是说，发送端写的次数和接收端读取的次数没有瓜葛，可以理解为TCP协议在传输数据时是没有边界的，这就是“字节流”的概念。
- 可靠传输： 为了保证可靠性，TCP做了3件事，采用
发送应答机制、报文重传、报文重排。 - 用塞控制： 通过一定的算法设计控制发送报文的速度，以此提高网络带宽利用率，这也是TCP模块的重要职责之一。