1.TCP是一種面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議。在兩個(gè)主機(jī)之間建立通信之前，必須通過三次握手過程來建立一個(gè)穩(wěn)定的連接。這個(gè)過程確保了兩個(gè)端點(diǎn)都準(zhǔn)備好發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。

2. 第一次握手：SYN

• 客戶端 ：客戶端想要與服務(wù)器建立連接，它發(fā)送一個(gè)特殊的TCP段，其中包含：
• SYN標(biāo)志 ：設(shè)置為1，表示這是一個(gè)連接請(qǐng)求。
• 序列號(hào)（Sequence Number） ：客戶端生成一個(gè)初始序列號(hào)（ISN），用于標(biāo)識(shí)從客戶端發(fā)送的第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)。
• 窗口大小（Window Size） ：客戶端可以接收的最大數(shù)據(jù)量。
• 其他選項(xiàng) ：如最大報(bào)文段長(zhǎng)度（MSS）等。
• 服務(wù)器 ：服務(wù)器接收到這個(gè)SYN段后，知道客戶端想要建立連接。

3. 第二次握手：SYN-ACK

• 服務(wù)器 ：服務(wù)器回應(yīng)客戶端的SYN請(qǐng)求，發(fā)送一個(gè)TCP段，其中包含：
• SYN標(biāo)志 ：設(shè)置為1，表示同意建立連接。
• ACK標(biāo)志 ：設(shè)置為1，表示對(duì)客戶端的SYN請(qǐng)求進(jìn)行確認(rèn)。
• 確認(rèn)號(hào)（Acknowledgment Number） ：等于客戶端的初始序列號(hào)加1，表示服務(wù)器已經(jīng)收到了客戶端的SYN請(qǐng)求。
• 序列號(hào) ：服務(wù)器也生成自己的初始序列號(hào)。
• 窗口大小 ：服務(wù)器可以接收的最大數(shù)據(jù)量。
• 其他選項(xiàng) ：如MSS等。
• 客戶端 ：客戶端接收到服務(wù)器的SYN-ACK段后，確認(rèn)服務(wù)器已經(jīng)準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)。

4. 第三次握手：ACK

• 客戶端 ：客戶端最后發(fā)送一個(gè)TCP段，其中包含：
• ACK標(biāo)志 ：設(shè)置為1，表示對(duì)服務(wù)器的SYN-ACK進(jìn)行確認(rèn)。
• 確認(rèn)號(hào) ：等于服務(wù)器的初始序列號(hào)加1，表示客戶端已經(jīng)收到了服務(wù)器的SYN-ACK。
• 序列號(hào) ：客戶端的序列號(hào)加1，因?yàn)榭蛻舳艘呀?jīng)發(fā)送了一個(gè)SYN段。
• 服務(wù)器 ：服務(wù)器接收到這個(gè)ACK段后，確認(rèn)客戶端已經(jīng)準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)。此時(shí)，三次握手完成，TCP連接建立。

5. 為什么需要三次握手

三次握手的主要目的是同步連接雙方的序列號(hào)和確認(rèn)號(hào)，確保雙方都有能力發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。以下是三次握手的必要性的詳細(xì)解釋：

• 防止已失效的連接請(qǐng)求突然傳送到服務(wù)器 ：如果只使用兩次握手，客戶端可能會(huì)發(fā)送一個(gè)連接請(qǐng)求，但由于網(wǎng)絡(luò)延遲或其他原因，這個(gè)請(qǐng)求可能在客戶端已經(jīng)放棄連接后很久才到達(dá)服務(wù)器。如果服務(wù)器對(duì)這個(gè)請(qǐng)求做出響應(yīng)，就會(huì)錯(cuò)誤地建立一個(gè)不存在的連接。
• 確保雙方都準(zhǔn)備好發(fā)送和接收數(shù)據(jù) ：三次握手確保了客戶端和服務(wù)器都有足夠的信息來開始數(shù)據(jù)傳輸，包括對(duì)方的初始序列號(hào)和確認(rèn)號(hào)。

6. 狀態(tài)變化

在三次握手過程中，TCP連接的狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化：

• 客戶端 ：
• CLOSED ：初始狀態(tài)。
• SYN_SENT ：發(fā)送SYN后。
• SYN_RECEIVED ：接收到SYN-ACK后。
• ESTABLISHED ：接收到ACK后。
• 服務(wù)器 ：
• CLOSED ：初始狀態(tài)。
• LISTEN ：等待連接請(qǐng)求。
• SYN_RECEIVED ：接收到SYN后。
• ESTABLISHED ：接收到ACK后。

7. 半打開連接

如果三次握手中的任何一個(gè)步驟失敗，可能會(huì)導(dǎo)致半打開連接（Half-open connection）。例如，如果客戶端發(fā)送了SYN但未能接收到SYN-ACK，客戶端可能會(huì)重試發(fā)送SYN。如果服務(wù)器未能接收到ACK，它可能會(huì)重傳SYN-ACK。這些重傳機(jī)制是TCP可靠性的一部分。

8. 四次揮手

與三次握手相對(duì)的是四次揮手（四次握手），這是TCP連接終止的過程。由于TCP是全雙工的，每個(gè)方向的連接都需要單獨(dú)關(guān)閉，因此需要四次揮手。

9. 總結(jié)

TCP三次握手是確保兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)端點(diǎn)之間建立可靠連接的關(guān)鍵步驟。它通過交換SYN、SYN-ACK和ACK標(biāo)志來同步序列號(hào)和確認(rèn)號(hào)，從而確保雙方都準(zhǔn)備好發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。這個(gè)過程不僅防止了無效連接的建立，還確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院晚樞蛐浴?/p>