TCP连接建立的三次握手

hello，大家好，最近老大“生动形象”地给俺讲了这个，那么就来look look，它到底是个什么玩意儿。

背景知识

大家最熟悉的internet是一张巨大的计算机网络。家庭用户端系统构成小型家庭网络，借助电话网络，有线电视网络等接入区域或者本地ISP(服务提供商，Internet Service Provider)。企业网络，校园网等建成一定的局域网，再接入各区域或者本地ISP。

区域或本地ISP再与更大规模的国家级ISP互连，国家级ISP再互连其他国家级ISP或全球性ISP，从而实现了全球所有ISP网络的互连，进而实现全球性端系统的互连。

Internet中互相连接的端系统，分组交换设备（它可以实现数据分组的接收和转发，是构成Internet的重要基础，最典型的就是路由器和交换机）或者其他的网络设备在进行信息发送，接收或转发的过程中，都会遵循一些规则或者约定，即网络协议。

通信链路互连主机好网络设备只是构建计算机网络的硬件基础，仅仅有硬件还不足以完成通信实体间进行数据交换。就好像道路交通系统，建好了路，建好了路牌，绿地，这只是具备了交通系统的硬件条件，还必须有红绿灯和交通标志及交通规则，路上行驶的人和车辆都需要遵循这些规则。计算机网络中的实体也需要遵循一定的规则和约定，即网络协议。

我们经常会听到很多协议的技术性名词，比如http，tcp，ip，udp，arp等等，这些都是协议。

协议的三大要素：

（1）语法：语法定义我们之间交流交换信息的格式和结构。

（2）语义：语义是定义我们之间交换的信息中哪些需要发送（或者包含哪些控制信息），还有这些信息的含义；以及针对不同含义的控制信息，该如何响应。有的协议还需要进行差错检测，语义还可以定义采用什么差错编码，及采取什么差错处理机制等等。

（3）时序：定义了实体之间，交换信息的顺序及如何匹配或者适应对方的速度。

我抽象并实例了下：

我和另外一个人属于不同的个体，我们都是独一无二的。有一天我们需要交流：语法则定义我们该如何交流？同属中国当然使用chinese，不同国家不同人种呢，怎么交流。语义则定义了我们可以交流哪些内容？这些内容是什么意思？还是话里有话？我讲这句话的含义是什么？心情是好是坏？对方应该怎么回复我？比如我问你吃饭了吗，你可以回吃过了或者还没吃，但是却不能回答，我在看电视。我们交流的时候出现了问题如何解决？是什么原因导致的？语言不通还是文化差异？该怎么解决？时序则定义了，我们交流的时候，谁先讲？等等

传输控制协议之TCP

TCP（传输控制协议）是Internet的一个重要的传输层协议。应用程序在使用TCP之前，必须先建立TCP连接；数据传输之后，必须释放已经建立的TCP连接。TCP提供可靠的数据交付服务，即通过TCP传输的数据，是无差错的，无丢失的，无重复的且按序到达的。

TCP连接建立的“三次握手”

TCP连接建立必须经过“三次握手”的过程。

当客户端需要去建立连接时，客户端就会向服务器发送连接请求段。称之为第一次握手。

一旦包含着客户端的请求段包到达服务器端，如同意连接，将发回确认报文段，称之为第二次握手。

而在客户端收到来自服务器的同意连接的报文段之后，会再次向服务器端发送确认报文段（第三次握手），这段报文是对服务器的同意连接报文段进行确认。一旦完成“三次握手”，客户端和服务器端就可以相互发送包含数据的报文段了。

到这里，会有一个疑问，为什么TCP不采用二次握手建立连接，而一定要通过三次握手建立连接呢？之所以是三次，是为了确保连接双方彼此都完全清楚对方目前所处的状态（比如初始的序列号或者接收窗口的大小），从而保证稳定，可靠的连接。三次握手建立连接还可以预防 过期的，失效的连接信息或者请求到达对方那之后建立了无效的连接。

因为网络传输中存在数据的丢失，假如采用二次握手建立连接：在第一次连接请求到达之后，第二次握手控制端可能丢失，这样主动发起连接的一方就没有收到第二次握手控制段，则无法建立连接。但是接收连接的一方可能认为连接已经建立，就会出现无效连接。

抽象出来理解就是：

客户端需要和服务器连接。第一次握手则是发出连接请求，但此时客户端并不知道服务器的初始状态。第二次握手则是在服务器收到请求之后，发出了同意信息返回给客户端。这时如果第二次握手响应信息控制段在传输的过程中丢失（不要问为什么第一次握手不会出现丢失信息，因为假如丢失了，后面也不会有任何故事了。。。）假如采用二次握手连接的方式，这时第二次握手段丢失了，客户端没有收到信息，状态随时可能发生改变，连接时不稳定的，服务器以为客户端是正常的，就开始发送数据，是极其不安全和不稳定的，会出现差错。而当客户端收到第二次握手的信息之后，知道经过了同意可以连接，并且服务器的状态是正常的，可以连接，那么此时我的状态也是稳定的，我需要再服务器那边知道，我此时的状态是稳定的，完全可以进行数据传输和连接，那么再将客户端确认连接的通知发送给服务器端，服务器端收到第三次握手的信息之后，方可进行完全的，安全的信息连接和传输。

今天的学习到这里结束了，只是很浅显的进行了介绍，计算机世界的知识无穷无尽，穷其一生，也无法窥探其真实。