TCP (Transmission Control Protocol，傳輸控制協議)，位於傳輸層的協議，它是一種可以保證你資料安全傳輸的協議，建立安全的連線、保證資料不丟失、按照正確的順序抵達接收端，並且具有內建的錯誤偵測和修復功能。

TCP 將傳輸資料的流程分為以下三個步驟：

• 建立連線 (Connection Establishment)
• 傳輸資料 (Data Transfer)
• 切斷連線 (Connection Termination)

建立連線

三次握手

在第一步建立連線時，會檢查傳送端和接收端之間是否可以正常通訊，建立連線的確認過程會經過三次確認的動作，稱為三次握手(Three-Way Handshake)，其步驟如下：

1. 傳送端向接收端傳送一個SYN (Synchronize Sequence Numbers，同步序列號)封包，表明希望建立連線，SYN 封包內容包含一個隨機生成的初始序號(ISN)，以及TCP 的一些控制訊息。
2. 接收端收到SYN 封包後，回應一個SYN-ACK 封包，確認連線的建立，SYN-ACK 封包內容包含傳送端的ISN 以及ACK(Acknowledge Field Significant，確認號)，用於確認傳送端的SYN。
3. 傳送端收到接收端的SYN-ACK 封包後，再傳送一個ACK 封包，表明已經建立連線，確認接收端的SYN；此時，傳送端和接收端雙方都已經確認對方的SYN，TCP 連線已經建立完畢，可以開始進行資料傳輸。

傳輸資料

應用程式協議表頭

在資料開始傳輸前，會先在資料上附加應用程式協議表頭，形成訊息(Message)，如應用程式協議為HTTP，資料上附加HTTP 表頭，形成HTTP 訊息。

資料分割

當傳輸資料量過大時，TCP 協議也會將訊息分解至適當大小，分割的單位為MSS (Maximun Segment Size，最大區段大小)，MSS 的標準大小為1460位元，超過這個大小的訊息就會被分割成多個以MSS 為單位的資料，稱為區段(Segment)。

TCP 表頭

透過TCP 進行傳輸的區段上會附加TCP 表頭，形成TCP 區段，其內容包含傳送端和接收端的連接埠號、資料序號、ACK 編號等。

• 連接埠號，用於辨識正確的應用程式並指派資料。
• 資料序號，傳輸資料量過大時會分解資料成區段並為其編號，序號便是提供給接收端，以便其按照順序組裝資料。
• ACK (Acknowledge)編號，用來確認資料是否被正常接收，並再次傳送未被接收的資料。

流量控制和雍塞控制

TCP 具有內建的流量控制和雍塞控制機制，用來確保通訊的穩定性和效率。

• 流量控制

  透過滑動窗口(Sliding Window)來實現流量控制，接收端會告訴傳送端它的緩衝區還有多少可用空間，避免過多的資料塞滿緩衝區。

• 雍塞控制

  透過監控網路的狀態和調節資料流的速率，避免過度雍塞網路。

切斷連線

四次揮手

當資料傳輸完畢時，傳送端和接收端必須正確地切斷連線，切斷連線的過程會有四次確認的動作，稱為四次揮手(Four-Way Handshake)，其步驟如下：

1. 傳送端向接收端傳送一個FIN (結束)封包，表示它已經完成資料傳輸，但仍然保持通訊。
2. 接收端在收到FIN 封包後，回應一個ACK 封包，確認接收到FIN 封包。
3. 當接收端也完成資料傳輸工作時，它會向傳送端傳送一個FIN 封包。
4. 傳送端收到接收端的FIN 封包後，回應一個ACK 封包，表示確認收到FIN 封包；至此，連線正確地切斷。

小結

TCP 協議讀起來是比較簡單一些，除了【三次握手】、【四次揮手】外，還有【對資料進行切割並編號】，這些都是很好的記憶點，當然還是要強調一下，這篇只有介紹一些比較耳熟能詳的部分，細節的內容還是要去買書回來看才比較了解。

不過下一篇IP 協議的內容就多很多了，完全沒想到一個IP 位址有那麼多技術支持。

參考資料

鳥哥私房菜 - 第二章、基礎網路概念

網際網路協議套組 - 維基百科，自由的百科全書

傳輸控制協定 - 維基百科，自由的百科全書

圖解網路的運作機制

圖解TCP/IP網路通訊協定（涵蓋IPv6）2021修訂版