TCP通信の仕組み１

コネクション型とと呼ばれる仕組みです。

TCP(Transmission Control Protocol)は、 通信先のプログラムをポート番号で 識別して通信するトランスポート層のプロトコルです。
UDPと違って内部では、確実で効率よくデータを届けるための制御が行われています。 （これは、データを確実に届ける場合でよく使われる ハンドシェイクと呼ばれる手法です。）
そのため次のように、UDPと比べると複雑な構造になっています。
このまとまったデータをセグメントと呼びます

コントロールフラグ内には[URG],[ACK],[PSH],[RST],[SYN],[FIN]のビットがあります。

TCPは、下記で示すように、まず論理的な接続の確立を行います。
つまり、相手が応答して正しく送れることを確認してからでないと、通信しません。 そのためコネクション型と言われます 。
アニメーションで示すように、接続が確立するまで３回のセグメントが行き来し、 ３ウェイハンドシェイクと呼ばれます。

接続要求先では、[SYN]ビットをセットして送くります。受け取った方でも[SYN]を返します。 これでシーケンス番号とACK番号の同期（Synchronize）を取ります。 返ってきた[SYN]に対して[ACK]を返すと、接続が確立します。 （なお以下で、TCPによる送受信の情報の単位を、セグメント(segment)と呼んで使っています。）

送ったセグメントに対して応答セグメントをチェックすることで、 確実にデータを伝達したかを確かめられるカラクリがあります。
それは、返ってくるセグメント内の『ACK番号』が、 『次に送ってほしいシーケンス番号』になっている規則で動作します。
（『ACK番号』＝『次に送ってほしいシーケンス番号』＝ 『送信側のシーケンス番号』＋『データの送信バイト数』 の関係があります。）

これによって、どこまで相手が受け取っているかを知ることができます。
（なお接続時や、閉じる時などのデータはありませんが、 『データの送信バイト数』は、1byteとして例外的に『送信側のシーケンス番号』＋１の設定になります。）

接続をクローズする場合にどちらかが一方的に終了すると、 データを正しく届けられないことがありえます。 よって、双方から[FIN]を送りあって両方で[ACK]を受け取ってコネクションを閉じたことにしています。

以下に、このイメージを示します。(セグメントのデータ部が100byteの場合の例です。)

クライアント	セグメントの流れ	サーバ
接続要求 SYN ビットをセットして送信		次でこの接続要求に次で応える
		ACK+SYN 接続要求を送信
ACKで 接続要求に次で応える		接続状態の確立
データを送る シーケンス番号：101		受信できた。
サーバの受け取り確認		受信できたことを送る シーケンスACK番号：201
次のデータを送る シーケンス番号：201		障害による受信失敗
ACKを待つタイムアウト
同じデータを再送 シーケンス番号：201		受信できた。
サーバの受け取り確認		受信できたことを送る シーケンスACK番号：301
データの送受信が続き、　以下で接続状態の終了例を示す（以下はクライアントからであるがサーバ側からも可能）
終了すること知らせる FIN ビットをセットして送信		受信できた。
サーバの受け取り確認		受信できたことを ACKのビットをセットして知らせる
サーバの受け取り確認		終了すること知らせる FIN ビットをセットして送る。
受信できたことをACKのビットを セットして知らせ、FINも送る		接続状態の終了

上記において、通信路の色が接続されてない状態を示し、 通信路の色が接続中を示しています。
この矢印の移動している情報がTCPセグメントのイメージです。
セグメント中のコントロールフラグで、SYNが0でACKのビットが1にセットされる状態が、 コネクション確立状態です。
なお、データを送信するセグメントで、 同時にそれを前の受信の確認応答セグメント([ACK]がセット)としても使います。
このように、その他必要な制御情報をデータ送信セグメントにセットするような兼用的使い方が でき、ビギーバックと呼ばれます。
（単に確認応答のみを送信するよりも効率が良くなります）
　
TCPの接続状態はnetstatコマンドで確認できます。 以下にnetstatコマンドのStateで表されるキーワードの意味を表として示します。