详解TCP的三次握手

TCP（三次握手）是指在建立一个可靠的传输控制协议 (TCP) 连接时，客户端和服务器之间的三步交互过程。这个过程的主要目的是确保连接是可靠的、双方的发送与接收能力是正常的，并且可以开始数据传输。下面是对每个步骤的详细解释：

1. 第一次握手：客户端发送 SYN

过程：客户端（A）向服务器（B）发送一个同步报文段（SYN，Synchronize Sequence Number），表示它想要与服务器建立连接。
目的：通知服务器客户端打算建立连接，同时告诉服务器一个初始的序列号（Sequence Number，简写为 Seq），用于后续的数据传输中排序数据包。
报文结构：在这个报文中，SYN 标志位置为 1，Seq 设置为一个随机生成的初始序列号，称为 `Seq = x`。注意，此时客户端进入 `SYN-SENT` 状态，等待服务器响应。

2. 第二次握手：服务器响应 SYN-ACK

-过程：服务器（B）接收到客户端的 SYN 报文后，知道客户端请求建立连接。它会发送一个确认报文（SYN + ACK）给客户端，用来确认已收到客户端的 SYN 请求。
目的：
1. 通过 SYN 确认双方可以进行通信，服务器也生成一个自己的初始序列号，准备建立连接。
2. ACK 用来确认已经收到客户端的初始序列号，并告知客户端服务器可以正常通信。
报文结构：
SYN 标志位也设置为 1，因为服务器也需要同步自己的初始序列号给客户端。
ACK 标志位设置为 1，表示服务器确认了客户端的 SYN 报文。
服务器的报文会包含 `Seq = y`（服务器自己的初始序列号）和 `ACK = x + 1`（客户端的序列号加 1，表示已经收到了客户端的 SYN）。
状态：服务器进入 `SYN-RECEIVED` 状态，等待客户端的最终确认。

3. 第三次握手：客户端确认 ACK

过程：客户端接收到服务器的 SYN + ACK 报文后，确认服务器的响应有效，接下来客户端会发送一个纯 ACK（确认）报文给服务器，表示握手成功。
目的：客户端通过 ACK 确认了服务器的序列号，同时通知服务器连接建立完成，双方可以进行数据传输了。
报文结构：
ACK 标志位设置为 1，表示确认已经收到了服务器的 SYN。
报文中的序列号为 `Seq = x + 1`（客户端自己的序列号），`ACK = y + 1`（确认服务器的序列号加 1）。
状态：
客户端在发送完这个 ACK 报文后，进入 `ESTABLISHED` 状态，连接正式建立，接下来可以进行数据传输。
服务器接收到 ACK 报文后，也进入 `ESTABLISHED` 状态，连接建立完成。

三次握手的作用
1. 确认双方的接收和发送能力**：三次握手的每次消息传递都确保了双方都能接收和发送数据。
2. 防止旧连接请求的干扰**：三次握手可以防止旧的重复连接请求重新建立连接，从而保证了连接的唯一性和正确性。

为什么需要三次握手，而不是两次？
两次握手不能保证双方的接收能力。例如，假设只有两次握手：
客户端发送一个 SYN 报文，服务器响应 SYN + ACK，客户端就认为连接建立了。但服务器可能由于网络原因没有收到客户端的 ACK，导致服务器无法确定客户端是否准备好接收数据。

三次握手中的第三步（客户端确认 ACK），确保了服务器能收到客户端的确认消息，使得双方都明确了连接状态，避免潜在的问题。