【IT知识】一文读懂 TCP 三次握手

在网络通信的世界里，数据的准确传输至关重要。TCP 协议作为保障数据可靠传输的关键，其三次握手机制更是起着核心作用。

什么是 TCP 三次握手？

TCP，即传输控制协议（Transmission Control Protocol），它是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。在进行数据传输之前，发送方和接收方需要先建立连接，而这个建立连接的过程，就是通过三次握手来完成的。简单来说，三次握手就像是两个朋友在正式交谈之前，先互相确认对方是否准备好、能否正常沟通一样。

三次握手的详细过程

为了更好地理解，我们假设客户端（Client）和服务器（Server）要建立连接。

第一次握手

客户端将标志位 SYN 置为 1，随机产生一个值 seq = J，并将该数据包发送给服务器，此时客户端进入 SYN_SEND 状态，开始等待服务器的确认。

第二次握手

服务器收到客户端发来的数据包后，通过标志位 SYN = 1 知道客户端请求建立连接。服务器将标志位 SYN 和 ACK 都置为 1，ack = J + 1（这里的 ack 是对客户端序号 J 的确认，J + 1 表示期望客户端下次发送数据的序号），然后服务器自己也随机产生一个值 seq = K，并将这个数据包发给客户端以确认连接请求，此时服务器进入 SYN_RECV 状态。

第三次握手

客户端收到服务器的确认数据包后，会检测 ack 是否为 J + 1，ACK 是否为 1。如果这些都正确，客户端就将标志位 ACK 置为 1，ack = K + 1（这是对服务器序号 K 的确认），并将该数据包发送给服务器。完成这第三次握手后，客户端与服务器就进入了 ESTABLISHED 状态，随后它们之间就可以开始愉快地传输数据了。

为什么需要三次握手？两次不行吗？

你可能会好奇，为什么建立连接非得要三次握手，两次难道不行吗？其实，两次握手确实存在一些问题。

假如只进行两次握手，客户端发送连接请求后，会等待服务器端的应答。但是可能会出现这样的情况：假如客户端的 SYN 数据包因为网络延迟等原因，迟迟没有到达服务器端，此时客户端超时后，会重新发送一次连接请求。假如重发的这次服务器端收到了，且应答客户端了，连接就建立了。然而，建立连接后，之前延迟的第一个 SYN 数据包也到达服务端了，这时服务端会认为这是一个新的连接请求，会再给客户端发送一个 ACK。但这个 ACK 会被客户端丢弃，因为客户端已经建立了连接。可是服务器端却已经为这个 “误以为” 的新连接分配了资源，而且服务器端会一直维持着这个资源，这样就造成了资源的浪费。

两次握手的问题关键在于服务器端无法判断 SYN 的有效性。而三次握手就不一样了，服务器端会等待客户端的第三次握手，如果第三次握手迟迟不来，服务器端就会释放之前为这个连接分配的相关资源，避免了资源的浪费。