Como o TCP é orientado à conexão, ele exige que a conexão seja estabelecida antes que a transferência de dados se inicie. Para que uma conexão seja estabelecida ou iniciada, os dois hosts devem se sincronizar com os números de seqüencia inicial (ISN - Initial Sequence Numbers) um do outro.

Essa sincronização é feita em uma troca de segmentos de estabelecimento de conexão que possui um bit de controle chamado SYN (de "sincronização"), além dos números de seqüencia inicial.

A sincronização requer que cada lado envie seu próprio número de sequência inicial e receba uma confirmação de sua transmissão bem-sucedida dentro da confirmação (ACK) do outro lado.

Host A                                               Host B

1. Enviar SYN
(seq=101 ctl=SYN)  ---------------------------------> SYN recebido
                                                                                  
                                                                                  
SYN recebido  <---------------------------------------  2. Enviar SYN, ACK
(seq=300 ack=101 ctl=syn, ack)
         

3. Estabelecido
(seq=101 ack=301 ctl=ack)-------------------------->