15 3-Way-Handshake
Der Verbindungsaufbau mit dem 3-Way-Handshake lässt sich an einem Verbindungsdiagramm aufzeigen. Ausgangspunkt ist ein ruhender Service (Closed-Modus). Er stellt den Anfangswert einer Verbindung dar. Die Verbindung wird befehlsgesteuert in den Listen-Modus gesetzt. Dies ist der Zustand, bei dem zum anderen TCP-System eine Verbindung aufgebaut werden kann.
Befindet sich das System im Listen-Modus, wartet es auf ankommende Syn-Zeichen, um nach dem Eintreffen mit einem weiteren Syn-Zeichen zu antworten und in den "Syn Received"-Modus zu gehen. Wurde ein Syn-Zeichen gesendet, wechselt die Verbindung in den "Syn Send"-Modus. In diesem Modus bleibt das TCP-System, bis es vom Partnersystem als Antwort ein Syn-Zeichen erhält.
Wird auf dieses Syn-Zeichen positiv geantwortet, so gelangt das TCP-System in den "Syn Received"-Modus. Nach der positiven Quittierung des Syn-Zeichens (ACK auf SYN) gelangen Sender und Empfänger in den Established-Modus: Daten können nun zwischen den Rechnern übertragen werden. Nachdem alle Daten übertragen worden sind, nehmen die beteiligten Rechner einen weiteren 3-Way-Handshake vor. Dabei werden Segmente mit dem Bit "No more data from sender" ausgetauscht, um die Verbindung zu schließen.
TCP betrachtet die übertragenen Daten als ununterbrochenen Datenstrom und nicht als eine Reihe unabhängiger Pakete. Das Protokoll ist auch dafür verantwortlich, dass die von IP empfangenen Daten an die richtige Anwendung zugestellt werden. Die Anwendungen werden durch eine 16-Bit lange Portnummer identifiziert.