TCP协议为什么需要三次握手？

叁歲伎倆 2022-09-10 00:11 213阅读 0赞

TCP实现原理和为什么需要三次握手？两次握手不可以？四次握手不可以？读者可以带着疑问，看一遍本篇博客的详细讲解

ok，首先解释原因之前还是要先复习一下TCP的基本知识和三次握手协议：

### 1、什么是TCP协议？ ###

TCP：Transmission Control Protocol翻译过来就是传输控制协议，TCP协议是一个**面向连接的、可靠的、基于字节流**的**传输层协议**

RFC 793对TCP连接的定义：

> Connections:  
> The reliability and flow control mechanisms described above require that TCPs initialize and maintain certain status information for each data stream.  
> The combination of this information, including sockets, sequence numbers, and window sizes, is called a connection.

其大致意思是TCP连接是为了用于保证可靠性和流控制机制的，包括 Socket、序列号及窗口大小。

其中Socket是由IP加端口组成的，序列号是用来解决乱序问题的，而窗口大小则是用来做流量控制的。

### 2、TCP协议的特性 ###

*  面向连接：是指TCP是通过服务端和客户端进行连接的协议
 *  面向字节流：TCP服务端和客户端之间的数据通讯是通过字节流数据传输的
 *  可靠的：是指TCP服务端客户端之间的数据传输是很稳定的，即使网络很差的情况，TCP都能保证将数据传输到接收方。

> ps：TCP传输的可靠性得益于TCP会记录信息的发送状态，哪些数据收到了，哪些数据没收到，TCP都是会记录的，然后哪些丢包的情况，就是发送不成功的情况，TCP会重新发包，所以TCP的可靠性就是这么保证的

### 3、TCP三次握手执行流程 ###

TCP的三次握手执行过程是面试中的一个很常见的问题，因为这个问题也是计算机的一个很重要的基础，所以需要认真学习

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAc21pbGVOaWNreQ_size_13_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]  
关键字说明：

*  SYN：Synchronize Sequence Numbers，同步序列编号
 *  ACK：Acknowledge Character，确认字符
 *  SEQ：Sequence Number，序列号

TCP三次握手执行过程：

*  1、 首先，服务端和客户端都是处于`CLOSED`状态的，然后服务端启动，监听端口，状态变为`LISTEN`(监听)状态
 *  2、客户端为了请求资源，发送连接，发送同步序列号`SYN`，此时客户端就变成了`SYN-SEND`状态
 *  3、服务端接收到客户端请求之后，发送`SYN`和`ACK`，然后服务端状态就变成`SYN-RCVD`状态
 *  4、客户端接收到信息之后，再次发送`ACK`，然后变成`ESTABLISHED`(已确认)状态，服务端接收到返回信息后，状态也变成`ESTABLISHED`(已确认)状态

### 4、TCP协议为什么需要三次握手？ ###

ok，知道了TCP的三次握手的基本工作原理之后，就可以解释为什么TCP需要三次握手？为什么不设计成两次握手就可以？

*  原因：**避免重复连接**  
    其实在RFC 793 Transmission Control Protocol里就有指出为什么要三次握手的原因

> The principle reason for the three-way handshake is to prevent old duplicate connection initiations from causing confusion.

翻译为中文大致意思是主要原因是为了**防止旧的重复连接引起连接混乱问题**

比如在网络环境比较复杂的情况，客户端可能会连续发送多次请求。如果只设计成两次握手的情况，服务端只能一直接收请求，然后返回请求信息，也不知道客户端是否请求成功。这些过期请求的话就会造成网络连接的混乱。

所以设计成三次握手的情况，客户端在接收到服务端`SEQ+1`的返回消息之后，就会知道这个连接是历史连接，所以会发送报文给服务端，告诉服务端。

所以TCP设计成三次握手的目的就是为了**避免重复连接**。

然后可以设计成四次握手？五次握手？不可以？答案是也是可以的，不过为了节省资源，三次握手就可以符合实际情况，所以就没必要设计成四次握手、五次握手等等情况

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