为什么必须使用三次握手？

TCP（传输控制协议）的三次握手是建立可靠连接的关键步骤，其设计目的是确保通信双方都准备好，并且避免重复的连接初始化。三次握手并不是随意设定的，而是有其重要的技术理由。

1. 防止重复的连接初始化

假设只使用两次握手，会存在以下问题：

• 旧的重复SYN包问题：如果网络中的一个旧的SYN包（因为网络延迟等原因）突然到达服务器，服务器会误以为是一个新的连接请求。如果没有第三次握手，服务器会直接接受这个旧的请求并建立连接，但客户端实际上并没有发送新的请求。这会导致资源浪费和连接状态混乱。

2. 确认双方的接收和发送能力

三次握手确保了双方的发送和接收能力：

• 第一次握手（SYN）：客户端告诉服务器它希望建立连接，并发送初始序列号。
• 第二次握手（SYN-ACK）：服务器收到请求并回应，同时发送自己的初始序列号，表示自己已经准备好接收数据。
• 第三次握手（ACK）：客户端确认服务器的回应，同时确认自己可以接收服务器的数据。

3. 避免资源浪费

如果没有三次握手的确认步骤，服务器会在每次收到SYN请求后直接分配资源（如缓存和连接控制块）。但由于客户端未必真正准备好，这些资源可能会被浪费。三次握手确保只有在双方都确认可以通信的情况下才会分配资源。

两次握手的问题示例

假设使用两次握手：

1. 第一次握手（SYN）：客户端发送SYN包，服务器接收并回应SYN-ACK。
2. 第二次握手（SYN-ACK）：服务器发送SYN-ACK包，认为连接已建立。

在这种情况下，如果客户端由于某种原因没有接收到SYN-ACK包（如网络丢包），服务器认为连接已经建立并开始等待客户端的数据，但客户端并没有建立连接。这会导致服务器资源被浪费，最终可能导致拒绝服务攻击（DoS）。

sequenceDiagram
    participant Client as 客户端
    participant Server as 服务器

    Client->>Server: SYN (序列号X)
    Server-->>Client: SYN-ACK (序列号Y, 确认号X+1)
    Client->>Server: ACK (确认号Y+1)