Что случится, если при TCP-соединении у отправителей совпадут порт и IP?
1) IP - высока вероятность (многие сидят за NATом)
Если вы о том, что в разных локальных сетях есть одинаковые ip, то нет такой вероятности. В соединении фигурирует белый ip.
Если о том, что с одного белого ip сидят несколько клиентов, то переходим к пункту 2.
2) вероятность встретить дубликат растет
не растёт. Множество портов конечно, если все порты будут исчерпаны не будет дубликатов, просто клиенту в соединении будет отказано (если вы о сервере).
Если о клиенте за NAT - NAT отображает внутренние порты на внешние. Соответственно маршрутизаторы отдают первый свободный внешний порт для нового соединения, и у двух клиентов попросту не может быть одинаковый внешний порт.
Если один и тот же IP - значит это один и тот же хост - по другому IP сети не работают. 
Теоретически с одного хоста и с того же порта может быть второе подключение только в ситуации, когда клиент по какой-то причине отвалился (например комп ушел в ребут неожиданно) и при повторном подключении открыл тот же порт, а при этом сервер еще не успел разорвать прошлое соединение. В этом случае полученный SYN пакет на установку соединения вызовет ошибку на сервере, что-нибудь типа нарушение последовательности, и новое соединение установлено не будет.
Обычно клиент получит отлуп и попытается подключиться еще раз с другого порта.
А повисшее соединение на сервере отвалится по таймауту через какое-то вермя.
Ситуация достаточно специфическая, вполне возможная в жизни, но не думаю, что очень частая. И стандартные механизмы вполне нормально отработают ее.