主要是为了分层架构设计的灵活性和可扩展性。
IP 层负责数据包的路由和传输，而 TCP 提供传输层的可靠性服务，这种分离使得网络协议更加灵活和可扩展。
基于 IP 层，如果需要可靠性服务，那么上层可以使用 TCP 协议。如果不需要可靠性服务，对实时性要求较高，且允许一定程度的数据丢失，可以使用 UDP。
所以，这样的设计可以在 IP 层之上构建其他传输协议（如 UDP、SCTP），为不同应用提供更合适的传输服务，而无需修改 IP 层的实现。
并且，一条数据在网络上传输需要经过很多设备，而设备之间需要靠 IP 来寻址，假设 IP 层实现了控制，那么整体传输的效率会大打折扣，这样整体通信的信息都会变差。
TCP 和 IP 的分层设计是计算机网络体系结构的核心思想之一，其背后体现了模块化和职责分离的设计原则。以下从多个角度解释为何需要 TCP 层，而不是将控制功能全部放在 IP 层：
1. 分层架构的优势
- IP 层的核心职责是提供无连接的、尽力而为（Best-Effort）的数据包传输，专注于路由、寻址和分片重组。它的设计目标是简单高效，不保证可靠性。
- TCP 层的核心职责是提供端到端的可靠性（如丢包重传）、流量控制、拥塞控制、按序交付等。这些功能需要维护连接状态，并对应用需求灵活适配。
- 解耦与复用：
如果将所有控制逻辑放在 IP 层，会导致网络层过于臃肿，且难以适应不同的传输需求（例如实时音视频可能更依赖 UDP 而非 TCP）。分层后，IP 层可被多种传输层协议（如 TCP、UDP、SCTP）复用，而 TCP 也可运行在不同网络层协议（如 IPv4/IPv6）之上。
2. 端到端原则（End-to-End Argument）
- 该原则指出，某些功能（如可靠性）更适合在通信的端点实现，而非中间网络节点（如路由器）。
- 例如，丢包重传需要确认机制，但路由器无法知道数据是否最终被接收方正确接收。若在 IP 层实现可靠性，会导致中间节点维护大量状态，降低转发效率。
- IP 层的无状态性使其专注于快速转发，而 TCP 在端点通过序号、确认、重传等机制实现可靠性，避免网络核心的复杂性。
3. 应用场景的多样性
- IP 层的“一刀切”不可行：
不同应用对传输的需求不同（如文件传输需要可靠，而视频流可容忍部分丢包）。若在 IP 层强制实现所有控制，会导致无法灵活适配。 - TCP 的定制化设计：
TCP 通过滑动窗口、拥塞控制算法（如 Reno、CUBIC）等机制，动态适应网络状况。而 IP 层若集成这些功能，将难以针对不同应用优化。
4. 性能与效率
- IP 层需要轻量级：
路由器处理 IP 数据包的速度直接影响网络吞吐量。若 IP 层增加复杂的控制逻辑（如流量控制），会降低路由器的转发效率。 - TCP 的端到端优化：
TCP 的可靠性机制仅在通信两端维护状态，中间网络无需感知，保证了核心网络的高效性。
5. 历史与演化
- TCP/IP 的诞生：
最初 TCP 和 IP 是同一个协议（TCPv1），后来为了支持非可靠传输（如语音、视频），才将 IP 分离为独立层，形成 TCP/IP 模型。 - 协议的演进：
分层设计允许各层独立改进（例如 IPv6 替换 IPv4 时，TCP 无需修改），而若所有功能集中在 IP 层，协议升级将变得异常困难。
总结
- IP 层的核心价值是提供全局寻址和路由，以最简方式传递数据包。
- TCP 层的核心价值是在此基础上，通过端到端的机制解决可靠性、流量和拥塞问题。
- 分层设计通过职责分离，实现了高效性、灵活性和可扩展性，避免“一刀切”导致的功能冗余或性能下降。
如果强行将 TCP 的功能合并到 IP 层，不仅会破坏网络设备（如路由器）的简单性，还会限制应用场景的多样性，最终降低整个互联网的鲁棒性和效率。