TCP 和 UDP 都基于网络层协议 IP，但它们为应用层提供的服务却截然不同。TCP 提供的是一种面向连接的、可靠的字节流服务。

面向连接 意味着两个使用 TCP 通信的应用（通常是客户端和服务器）在交换数据之前必须先建立 TCP 连接。这就像打电话一样，需要先拨号呼叫，等待对方接听后才能开始通话。TCP 连接的建立和断开过程将在后续章节详细介绍。需要注意的是，一个 TCP 连接只能在两个应用程序之间建立，不支持广播或多播。

可靠性 是 TCP 的另一大特点，它通过以下机制来保障数据传输的可靠性：

  • 数据分段与重组: 应用程序产生的数据会被 TCP 分割成大小合适的报文段 (segment) 进行发送，不再像 UDP 那样保持数据报长度不变。TCP 如何确定报文段的大小将在后续章节介绍。
  • 超时重传: TCP 在发送报文段后会启动定时器，等待接收方的确认 (ACK)。如果在超时时间内没有收到确认，TCP 会重传该报文段。
  • 确认机制: TCP 接收方在收到数据后会发送确认信息给发送方，但并非立即发送，而是会有一定的延迟。
  • 数据校验: TCP 使用校验和机制来确保数据的完整性，对每个报文段进行端到端的校验。如果接收方发现校验和错误，会丢弃该报文段并要求发送方重传。
  • 数据排序: 由于 IP 数据报的传输可能乱序，TCP 会对接收到的报文段进行排序，确保按顺序交付给应用程序。
  • 重复数据处理: TCP 会识别并丢弃重复的报文段，避免数据冗余。
  • 流量控制: TCP 通过缓冲区大小和滑动窗口机制来控制数据传输速率，防止接收方过载。