TCP 的基本传送单位是 TCP 段，TCP 段由 TCP 首部和数据内容组成，如下图所示：
Wireshark TCP 包如下图所示
其中首部长度是 44位，数据内容为空，下面将重点介绍首部格式。
TCP 首部
TCP 首部格式
源端口（Source Port）和目的端口（Destination Port）
长度： 16位（2字节）
描述：
-
源端口定义发送该报文段的应用程序的端口号；
-
目的端口定义接收该报文段的应用程序的端口号。
目标： 用于定位源端点的应用进程和目的端点的应用进程。
序列号（Sequence Number）和 确认号（Acknowledgment Number）
长度： 32位（4字节） 描述：
- 定义数据段中的数据部分在发送方数据流中的位置，也就是发送的数据部分第1个字节的序列号。
- 定义报文段的接收方期望从对方接收的序列号，指明下一次希望得到的、来自另一方的序列号。
使用场景： 当建立一个TCP连接时，发送方主机发出一个随机的初始化序列号（ISN）给接收方，接收方将其加1后送回发送方，这意味着发送方可以发送下一个字节了。一旦数据开始传送，序列号和确认号将跟踪已发送了的那些数据。
首部长度（Header length）
长度： 4位 = 15*4=60
描述： 首部长度在20～60字节之间，由定长部分和变长部分构成，定长部分长度为20字节，变长部分是选项和填充，长度在0～40字节之间。
目标： 通过这个字段可以同时判断该TCP段的开始位置和结束位置。
标志（Flags）
长度： 6位
描述： 定义6种不同的控制位或标志位，在同一时间可设置一位或多位标志。 标志位的描述如下图所示：
| 标志 | 含义 |
|---|---|
| Nonce | 简称NS，由RFC 3540“Robust Explicit Congestion Notification (ECN) Signaling with Nonces”定义，防止隐藏ECN-nonce（显式拥塞通告随机数） |
| Congestion Window Reduced | 简称CWR，是由发送主机添加的，用于指示它收到了ECE标志置位的TCP段，并已按拥塞控制机制作出回应。该标志由RFC 3168“The Addition of Explicit Congestion Notification (ECN) to IP”定义。 |
| ECN-Echo | 简称ECE，也由RFC 3168定义。如果SYN置位，它指示对方TCP兼容ECN （显式拥塞通告）；如果SYN清零，它指示在正常传输过程中收到了IP首部中设置有Congestion Experienced标志的数据包。 |
| URG | 表示紧急指针是否有效。有高优先级的信息需要传输 |
| ACK | 表示确认号是否有效 |
| PSH | 推送数据，表示接收方必须不缓存数据，将数据直接传递给应用层协议，而不必等到缓冲区满时才传送 |
| SYN | 在连接建立时对序列号进行同步 |
| FIN | 表示终止连接 |
待解答：这些值如果都是 1 的话，会怎么样呢？
窗口大小（Window size）
长度： 16位（2字节）
注意： 如果这个值为0，则标志接收方的 TCP 缓冲区已满，发送方应该停止发送数据。最大长度是65535字节
校验和（Checksum）
长度： 16位（2字节）
描述： 包括首部和主体部分，用于存储TCP段的校验和。校验和算法将TCP段的内容转换为一系列16位的整数，并将它们相加，接收方根据校验和判断传输是否正确。UDP是否使用校验和是可选的，而TCP使用校验和则是强制性的。
目标： 用于传输层差错检测，允许目的主机可以验证TCP段的内容和能够测试可能的破坏。
紧急指针（Urgent Pointer）
长度： 16位（2字节） 描述： 是一个正的偏移量，只有当紧急标志置位（值为1）时，这个字段才有效。如果URG指针被设置，接收方必须检查这个字段。
目标： TCP为了提高效率，数据不会直接发送到对方，一般都先放在数据缓冲区中，等到数据积累到一定的大小才会一起发送。紧急指针所指向的一段数据不必等待缓冲数据的积累，直接发送到对方。
选项（Options）
长度： 最多40字节
RFC 793规定首部必须可以被32位整除，所以如果定义了一个选项，但该选项只用了16位，那么必须使用填充（padding）字段补充16位，填充字段是由0组成的字段。
选项有两类，一类是单字节选项，包括选项列表结束和无操作；另一类是多字节选项，包括最大段长度、窗口扩大因子、时间戳、允许SACK和SACK。
选项列表结束（EOP）
该选项在选项列表末尾用于填充，只能使用一次，而且只能用于最后一个选项。如下图所示：
无操作（NOP）
该字段用作选项之间的填充，但是它通常用在另一个选项之前，以便使选项能够放在4字的间隙中。如下图所示：
最大段长度（Maximum Segment Size, MSS）
该选项定义为接收的最大数据长度。如下图所示：
MSS与 MTU 的区别
MSS是在连接建立阶段确定的。每一方均需定义它将在连接期间接收的报文段的MSS。如果某一方不定义MSS的大小，则用默认值，即536字节。这个数值在连接期间不变。 MTU是能够放在MAC帧中数据的数量。
窗口扩大因子（Window Scale）
首部中的窗口大小字段定义了滑动窗口值，范围可以从0至65535字节。当通信双方认为首部的窗口值还不够大的时候，在连接开始时使用窗口扩大因子来定义更大的窗口。如下图所示：
时间戳（Timestamp）
10字节选项，其格式如下：
- 发送端接收到回应报文时，计算测量往返时间（RTT）= 时间戳值 - 时间戳应答
- 防止序列号绕回（Protection Against Wrapped Sequence numbers, PAWS）。用时间戳和序列号的组合来标识一个报文段。例如，300:1001标识在时间300发送的序列号为1001的段；500:1001标识在时间500发送的序列号为1001的段。
