哈嘍，小伙伴們！今天小米要給大家帶來的是網絡基礎中的一顆明珠——TCP三次握手。作為程序員的你，是不是常常聽到這個詞，卻又對它的具體過程和原理有些模糊呢？別擔心，今天我們就來深入淺出地聊聊這個話題，讓你徹底搞清楚TCP三次握手的奧秘！

什么是TCP三次握手？

TCP三次握手是TCP協議建立連接的過程。簡單來說，它是客戶端和服務端在正式傳輸數據之前，進行的一種“握手”操作，通過這種操作，雙方能夠確認彼此的存在，并同步彼此的狀態。具體來說，TCP三次握手分為以下三個步驟：

1. 第一次握手：客戶端發送SYN包

首先，客戶端向服務端發送一個帶有SYN（Synchronize）標志的數據包，這個包用來表示客戶端希望建立連接，并且在包中包含了一個初始序列號（Sequence Number）。發送這個包之后，客戶端進入SYN_SENT狀態，等待服務端的響應。

2. 第二次握手：服務端發送SYN/ACK包

當服務端收到客戶端的SYN包后，會發送一個帶有SYN和ACK（Acknowledgment）標志的數據包作為響應，這個包中包含了服務端自己的初始序列號，同時對客戶端的序列號進行確認（ACK）。發送這個包后，服務端進入SYN_RCVD狀態，等待客戶端的確認。

3. 第三次握手：客戶端發送ACK包

最后，客戶端收到服務端的SYN/ACK包后，會發送一個帶有ACK標志的數據包，表示確認收到了服務端的SYN包，同時也帶上了自己對服務端序列號的確認。發送這個包后，客戶端進入ESTABLISHED狀態，服務端收到這個ACK包后，也進入ESTABLISHED狀態，此時，連接正式建立，雙方可以開始數據傳輸了。

為什么需要三次握手？

可能有的小伙伴會問了，為什么要這么復雜，要三次握手呢？兩次握手不行嗎？這里，小米就來詳細解釋一下。

建立可靠的通信信道：首先，TCP協議是一種面向連接的、可靠的傳輸協議。在通信過程中，為了保證數據的完整性和可靠性，TCP需要確保客戶端和服務端雙方都具備發送和接收數據的能力。三次握手正是為了達到這個目的。

防止已失效的請求報文：假設只進行兩次握手，那么會存在一種情況：假如客戶端發出的第一個SYN包由于網絡問題延遲到達，當這個包到達服務端時，客戶端可能已經不再需要建立連接了。如果此時服務端收到這個SYN包，并且返回一個ACK包，連接就會建立起來，但實際上客戶端并不需要這個連接，從而浪費了資源。而三次握手可以有效避免這種情況。

確認雙方序列號：在TCP通信中，序列號是非常重要的。它用于標識數據包，并且在數據傳輸過程中起到跟蹤和確認的作用。通過三次握手，客戶端和服務端可以相互告知各自的初始序列號，并確認對方已經收到了這個序列號，從而確保雙方的通信是可靠和同步的。

為什么兩次握手不行？

兩次握手的問題主要體現在以下幾個方面：

防止已失效的請求報文：如上所述，兩次握手無法有效防止已失效的請求報文導致的資源浪費問題。而三次握手通過客戶端的最后一個ACK包來確認服務端的SYN/ACK包，從而避免了這種情況的發生。

確保雙向通信的可靠性：兩次握手只能保證單向通信的可靠性。TCP通信要求雙方都能確認對方的初始序列號，從而實現可靠的數據傳輸。如果只進行兩次握手，只有連接發起方的初始序列號能被確認，而對方的序列號無法確認，這樣就無法保證雙向通信的可靠性。

確保連接的同步：三次握手的過程確保了連接的同步。客戶端和服務端通過三次握手可以確認彼此的存在，并且同步各自的狀態和序列號，從而為后續的數據傳輸打下堅實的基礎。

TCP三次握手的過程詳解

第一次握手：SYN包的發送和接收

當客戶端希望與服務端建立連接時，會發送一個SYN包，這個包中包含了客戶端的初始序列號。這個序列號用于標識客戶端即將發送的數據包，并且在后續的通信中起到跟蹤和確認的作用。發送SYN包后，客戶端進入SYN_SENT狀態，等待服務端的響應。

服務端收到SYN包后，會分配資源來處理這個連接請求，并生成一個自己的初始序列號。然后，服務端會發送一個SYN/ACK包給客戶端，這個包中包含了服務端的初始序列號，以及對客戶端序列號的確認。發送SYN/ACK包后，服務端進入SYN_RCVD狀態，等待客戶端的確認。

第二次握手：SYN/ACK包的發送和接收

客戶端收到服務端的SYN/ACK包后，會檢查其中的確認信息，以確保服務端正確接收了自己的序列號。同時，客戶端也會生成一個ACK包來確認服務端的序列號。這個ACK包表示客戶端已經收到了服務端的SYN/ACK包，并且確認了其中的序列號。發送ACK包后，客戶端進入ESTABLISHED狀態，等待服務端的確認。

服務端收到ACK包后，會檢查其中的確認信息，以確保客戶端正確接收了自己的序列號。此時，服務端進入ESTABLISHED狀態，表示連接已經建立，雙方可以開始數據傳輸了。

第三次握手：ACK包的發送和接收

在第三次握手中，客戶端發送的ACK包包含了對服務端序列號的確認。這個包表示客戶端已經收到了服務端的SYN/ACK包，并且確認了其中的序列號。發送ACK包后，客戶端進入ESTABLISHED狀態，表示連接已經建立。

服務端收到ACK包后，會檢查其中的確認信息，以確保客戶端正確接收了自己的序列號。此時，服務端也進入ESTABLISHED狀態，表示連接已經建立，雙方可以開始數據傳輸了。

END

通過三次握手，TCP協議確保了客戶端和服務端雙方都具備發送和接收數據的能力，從而建立了可靠的通信信道。這種設計不僅避免了已失效的請求報文導致的資源浪費問題，還確保了雙向通信的可靠性和連接的同步。