为什么TCP需要三次握手？一次不行吗？

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1. 三次握手的过程

三次握手是建立 TCP 连接的过程，目的是确保通信双方能够可靠地建立连接。它的基本过程如下：

• 第一次握手：客户端发送一个 SYN 报文给服务器，表示请求建立连接。
• 第二次握手：服务器收到 SYN 后，发送 SYN+ACK 报文给客户端，表示确认收到请求，并同意建立连接。
• 第三次握手：客户端收到 SYN+ACK 后，发送 ACK 报文给服务器，确认连接建立。

当这三步完成后，TCP 连接正式建立，双方可以开始通信。

2. 为什么需要三次握手？

三次握手的主要目的是防止已失效的连接请求报文被误接收，从而引发错误。

例如：如果没有三次握手，假设客户端第一次发送的 SYN 报文因网络延迟滞留很久，服务器收到后误以为是新的连接请求，发送 SYN+ACK，而客户端实际上已经关闭或不需要连接了。这样，服务器就会白白等待，浪费资源。

三次握手通过让客户端确认服务器的响应，确保双方都明确知道对方的通信能力，从而建立可靠的连接。

3. 握手过程中每一步的具体作用

第一次握手（SYN）：

• 客户端主动发送一个 SYN 报文，标志着它想要建立连接，同时携带一个序列号（Sequence Number，简写为 Seq）。
• 作用：客户端告诉服务器，“我想和你建立连接，同时我的序列号是 X。”

第二次握手（SYN+ACK）：

• 服务器收到 SYN 报文后，会回复一个 SYN+ACK 报文，表示同意连接，并告知客户端它的初始序列号。
• 作用：服务器告诉客户端，“我同意你的请求，我的序列号是 Y，同时我收到你的序列号 X。”

第三次握手（ACK）：

• 客户端收到 SYN+ACK后，再发送一个 ACK 报文，确认连接已建立。
• 作用：客户端告诉服务器，“我确认收到你的序列号 Y，同时你也收到了我的序列号 X，我们可以正式通信了。”

4. 简单比喻

假设一个日常场景：你和朋友约好电话联系。

第一次握手： 你拨通朋友的号码，电话响了（客户端发送SYN）。

• 作用：表示你希望和朋友建立通话。

第二次握手： 朋友接起电话并回应：“喂，你好”（服务器发送 SYN+ACK）。

• 作用：朋友同意与你通话，并向你确认他可以正常接收你的声音。

第三次握手： 你说：“你好，我能听到你，我们可以聊天了。”（客户端发送ACK）。

• 作用：确认双方的通信能力正常，通话开始。

5. 为什么是三次握手，而不是两次或四次？

两次握手的问题：

• 如果仅用两次握手，服务器在收到客户端的第一次 SYN 后就认为连接已经建立，这可能导致服务器被无效连接请求拖累。三次握手让客户端确认了服务器的响应，避免了这种情况。

为什么不需要四次握手？

• 四次握手会浪费一次额外的交互，在双方都已确认的情况下没有必要。三次握手已经足够确保双方的通信能力和连接的可靠性。

6. 三次握手中的序列号有什么作用？

序列号用于保证数据传输的有序性和可靠性。在握手中，双方交换初始序列号，后续传输中，数据会按照序列号排列并校验，以避免丢包、乱序等问题。

比如，客户端的初始序列号是 100，服务器的初始序列号是 200，那么双方的后续数据传输会以这两个值为起点，确保数据能被正确接收。

7. 总结

三次握手的精妙之处在于：既确保了双方的通信能力，又避免了不必要的资源浪费，同时为后续可靠通信奠定了基础。