TCP-三次握手

1、三次握手的概念

TCP三次握手是浏览器和服务器建立连接的方式，目的是为了使二者能够建立连接，便于后续的数据交互传输。
第一次握手：浏览器向服务器发起建立连接的请求
第二次握手：服务器告诉浏览器，我同意你的连接请求，同时我也向你发起建立连接的请求
第三次握手：浏览器也告诉服务器，我同意建立连接。
至此，双方都知道对方同意建立连接，并准备好了进行数据传输，也知道对方知道自己的情况。接下来就可以传输数据了

2、简单的示意图

一次握手：客户端发送带有 SYN 标志的连接请求数据包给服务端
二次握手：服务端发送带有 SYN+ACK 标志的连接请求和应答数据包给客户端
三次握手：客户端发送带有 ACK 标志的应答数据包给服务端(可以携带数据了)

 3、详细分析

3-0、初始状态：
服务端监听某个端口，处于 LISTEN 状态。

3-1、客户端发送TCP连接请求
客户端会随机一个初始序列号seq=x（client_isn），
设置SYN=1 ，表示这是SYN握手报文。然后就可以把这个 SYN 报文发送给服务端了，表示向服务端发起连接，之后客户端处于 同步已发送 状态。

3-2、服务端发送针对TCP连接请求的确认
服务端收到客户端的 SYN 报文后，也随机一个初始序列号（server_isn）(seq=y)
设置ack=x+1, 表示收到了客户端的x之前的数据，希望客户端下次发送的数据从x+1开始。
设置 SYN=1 和 ACK=1。表示这是一个SYN握手和ACK确认应答报文。
最后把该报文发给客户端，该报文也不包含应用层数据，之后服务端处于 同步已接收 状态。

3-3、客户端发送确认的确认
客户端收到服务端报文后，还要向服务端回应最后一个应答报文，
将ACK置为 1 ，表示这是一个应答报文
ack=y+1 ，表示收到了服务器的y之前的数据，希望服务器下次发送的数据从y+1开始。
最后把报文发送给服务端，这次报文可以携带数据，之后客户端处于 连接已建立的状态。
服务器收到客户端的应答报文后，也进入连接已建立的状态

4、一些思考- 为什么会三次握手

原因主要有两个：
1、主要原因是为了防止历史连接

三次握手时，在网络拥堵等情况下，第一次握手的SYN包迟迟没能发送到服务端，那么客户端会连续发送多次 SYN 建立连接的报文，那么就可能出现一个「后发送SYN 报文」比「早发送的 SYN 报文」 早到达了服务端；

那么此时服务端就会回一个 SYN + ACK 报文给客户端；

如果是两次握手连接，就不能判断当前连接是否是历史连接，导致错误。

三次握手时，客户端收到后可以根据自身的上下文，判断这是一个历史连接（序列号过期或超时），那么客户端就会发送 RST 报文给服务端，中止这一次连接。

2、三次握手可以避免资源浪费

如果只有「两次握手」，当客户端的 SYN 请求连接在网络中阻塞，客户端没有接收到 ACK 报文，就会重新发送 SYN ，

如果是三次握手，第三次握手时服务器可以得到客户端的ack，知道连接已成功建立。

如果没有第三次握手，服务器不清楚客户端是否收到了自己发送的建立连接的 ACK 确认信号，所以每收到一个 SYN 就只能先主动建立一个连接，如果客户端的 SYN 阻塞了，重复发送多次 SYN 报文，那么服务器在收到请求后就会建立多个冗余的无效链接，造成不必要的资源浪费。

a:为了防止服务器端开启一些无用的连接增加服务器开销
第一次握手客户端发送的TCP报文，服务端成功接收；然后第二次握手，服务端返回一个确认收到消息的TCP报文，但这个报文因为某些原因丢失了，那么客户端就一直收不到这个TCP报文，客户端设置了一个超时时间，超过了就重新发送一个TCP连接请求，那么如果没有第三次握手的话，服务端是不知道客户端是否收到服务返回的信息的，这样没有给服务器端一个创建还是关闭连接端口的请求，服务器端的端口就一直开着，等到客户端因超时重新发出请求时，服务器就会重新开启一个端口连接。那么服务器端上没有接收到请求数据的上一个端口就一直开着，长此以往，这样的端口多了，就会造成服务器端开销的严重浪费。

b:防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了服务端，因而产生错误。
已经失效的客户端发出的请求信息，由于某种原因传输到了服务器端，服务器端以为是客户端发出的有效请求，接收后产生错误。

c:总结
也可以这样理解：“第三次握手”是客户端向服务器端发送数据，这个数据就是要告诉服务器，客户端有没有收到服务器“第二次握手”时传过去的数据。若发送的这个数据是“收到了”的信息，接收后服务器就正常建立TCP连接，否则建立TCP连接失败，服务器关闭连接端口。由此减少服务器开销和接收到失效请求发生的错误。（如果第三次握手失败的话，那服务端就关闭连接）