为什么要三次握手#

• 答题思路：

  • 最基础的一点👉收发能力
  • 细化的三点：
    • 阻止重复历史连接的初始化（重要）👉举例子介绍
    • 同步双方的初始化序列号
    • 避免浪费资源

• 最基础的一点：

  • 三次握手才能确定双方的收发能力是否正常
  • 只有两次握手👉

• 从三方面详细分析需要三次握手的原因：

  • 三次握手才可以阻止重复历史连接的初始化（主要原因）
  • 三次握手才可以同步双方的初始序列号
  • 三次握手才可以避免资源浪费

• 原因一：避免历史连接（相同ISN）：

  • 防止旧的重复连接初始化造成混乱
  • 我们考虑一个场景：
    • 客户端先发送了SYN（seq=90）报文，然后客户端宕机了，而且这个SYN报文还被网络阻塞了，服务端并没有收到，接着客户端重启后，又重新向服务端建立连接，发送了SYN（seq=10O）报文
      • ==（注意！不是重传SYN，重传的SYN的序列号是一样的)。==
  • 客户端连续发送多次SYN（都是同一个四元组）建立连接的报文，在网络拥堵情况下:
    • 一个「I旧SYN报文」比「最新的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，此报文中的确认号是91(90+1)
    • 客户端收到后，发现自己期望收到的确认号应该是100+1，而不是90+1，于是就会回RST报文
    • 服务端收到RST报文后，就会释放连接
    • 后续最新的SYN抵达了服务端后，客户端与服务端就可以正常的完成三次握手了
  • 上述中的「旧SYN报文」称为历史连接，TCP使用三次握手建立连接的最主要原因就是：
    • 防止「历史连接」初始化了连接

• 原因二：同步双方初始序列号：

  • TCP 协议的通信双方， 都必须==维护同一个「序列号」==， 序列号是可靠传输的一个关键因素，它的作用：
    • 接收方可以去除重复的数据
    • 接收方可以根据数据包的序列号按序接收
    • 可以标识发送出去的数据包中， 哪些是已经被对方收到的（通过 ACK 报文中的序列号知道）
  • 可见，序列号在 TCP 连接中占据着非常重要的作用，所以当客户端发送携带「初始序列号」的 SYN 报文的时候，需要服务端回一个 ACK 应答报文，表示客户端的 SYN 报文已被服务端成功接收，那当服务端发送「初始序列号」给客户端的时候，依然也要得到客户端的应答回应，这样一来一回，才能确保：
    • ==双方的初始序列号能被可靠的同步==
  • 四次握手其实也能够可靠的同步双方的初始化序号，但由于第二步和第三步可以优化成一步，所以就成了「三次握手」
  • 而两次握手只保证了一方的初始序列号能被对方成功接收，没办法保证双方的初始序列号都能被确认接收

• 原因三：避免资源浪费（不同ISN）：

  • 如果只有「两次握手」，当客户端发生的 SYN 报文在网络中阻塞，客户端没有接收到 ACK 报文，就会重新发送 SYN
  • 由于没有第三次握手，服务端不清楚客户端是否收到了自己回复的 ACK 报文，所以服务端每收到一个 SYN 就只能先主动建立一个连接，这会造成什么情况呢？
    • 如果客户端发送的 SYN 报文在网络中阻塞了，重复发送多次 SYN 报文，那么服务端在收到请求后就会==建立多个冗余的无效链接==，造成不必要的资源浪费。
  • 即两次握手会造成消息滞留情况下，服务端重复接受无用的连接请求 SYN 报文，建立连接后，服务器等待数据，客户端却处于关闭状态，浪费服务器资源

确认收发能力