TCP协议中的三次握手

news2025/1/13 5:50:42

WHAT：什么是三次握手？

建立TCP需要三次握手才能建立，而断开连接则需要四次挥手。

TCP链接是全双工的，因此每个方向上都必须要关闭

三次握手一定是B向S发起，但是四次挥手可以是B向S也可以是S向B发起的

比如：如果客户端长时间没有发出相应，服务器端也可能主动发起挥手

WHY：为什么需要进行三次握手？

理论上建立传输连接只需一个请求和一个响应。但是，实际网络通信可能导致请求或响应丢失，可采用超时重传解决此问题，即请求或响应的丢失会造成定时器超时溢出，客户端将被迫再次发起连接请求，通过重传连接请求来建立连接。但这又有可能导致重复连接的问题。为避免这些问题，确保传输的可靠性，在建立TCP连接时采用三次握手（Three-way Handshaking，又译三向握手）方法。该方法要求对所有报文段进行编号，每次建立连接时都产生一个新的初始序列号。

HOW：三次握手连接的过程

（1）客户端（作为源主机）通过向服务器（作为目的主机）发送TCP连接请求（又称SYN段），其中标志SYN=1, ACK=0；序列号为客户端初始序列号（简称ISN）；目的端口号为所请求的服务对应的端口；还包括最大段长度（MSS）选项。这个SYN段不携带任何数据，但是它消耗一个序列号。这一步客户端执行主动打开（Active Open）。

（2）服务器在指定的端口等待连接，收到TCP连接请求后，将回应一个TCP连接应答（又称SYN/ACK段），其中标志SYN=1, ACK=1；序列号为服务器初始序列号；确认号为客户端初始序列号加1；目的端口号为客户端的源端口号。这个SYN/ACK段不携带数据，但消耗一个序列号。这一步服务器执行被动打开（Passive Open）。

（3）客户端再向服务器发送一个TCP连接确认报文（又称ACK段），其中标志SYN=0, ACK=1；序列号为客户端初始序列号加1；确认号为服务器的初始序列号加1。一般来说，这个ACK段不携带数据，因而不消耗序列号。某些实现中，该段可以携带客户端的第1个数据块，此时必须有一个新的序列号来表示数据中的第1个字节的编号。

经过上述3次握手后，TCP连接正式建立。双方都置ACK标志，交换并确认了对方的初始序列号，可以通过连接互相传输数据。