TCP协议的连接机制---三次握手信号的原理

这篇文章是写给什么人看的？

网络编程是现代计算机编程中不可缺少的一个环节，这里面的程序员主要分为两种类型：一种是专门搞网络编程的，估计是一些通信专业的童鞋，他们的任务是管理整个网络的通信；第二种是使用网络作为一个传输介质的的，最常见的就是使用socket编程的人，他们一般只是使用一些接口函数来完成通信任务。这两种人的关系就好比是修路人和走路人的关系，而这一篇文章是面向走路人的，更确切的说，就是帮助你通过网络编程面试的。

这篇文章的主要内容是什么？

正因为TCP三次握手信号非常重要，也非常基础，所以是很多企业判断一个人是否了解网络编程的常用武器。就好像一提到C++就必须问的多态及虚函数那一套东西一样，所以本文就以一个外行人的视角（事实上本人也确实是个外行），来帮助你理解一下著名的三次握手协议。好了，步入正题。

首先，为什么要连接？

这是最基本问题之一，人家不一定会问，但为了对TCP有个较深入的理解，还是知道的好，因为也不复杂，就是一句话：因为TCP是面向连接的，只有连接好了才可以进行通信。

然后，先了解一下什么叫协议？

协议其实就是通信双方的一种规定。在计算机领域，就是大家规定好一些标志位，它们分别对应着一些特殊的意义。比如说收到对方一个字节信息，这个字节的第一位表示对方是男是女，后面6位表示对方年龄，还剩一位是校验位。

TCP中的标志位有哪些？

理解了上面这一点，那我们就来看看TCP协议都规定了哪些标志位，当然，这些位很多，我们只讲跟连接相关的几个。而且为了略去无关信息，把这些位在报文中的位置信息也省去了，总之它们都是出现在TCP的报文中的。

①序列号seq，就是给报文的一个编号，因为这个编号不一定从0或者1开始，但肯定是一个一个往上加的，但注意收发两端的序列号是分开计数的

②确认号ack,是期待接收到对方下一个报文的序列号，如果确认号为n，则说明前n-1个报文正确接收

③确认ACK，就是对方确认收到你信息的标志位，当ACK=1时，确认号才有意义

④同步SYN，这是专门用来连接时的标志位，当SYN=1，而ACK=0时证明这是一个请求连接信号

⑤终止FIN，这是专门用来是放一个连接的标志位，当FIN=1时，表示要释放连接了

再强调一下，三次握手协议就是通过设置上面这些标志位来实现的，而这些标识为都出现在TCP的报文中。

三次握手到底如何进行？

好了，下面开始讲三次握手过程，即TCP协议是如何建立一个连接的。为了方便叙述，我们先看一下示意图。



建立连接的过程大致如下：
①刚开始时，客户端和服务器都处于关闭状态
②服务器创建一个传输控制块TCB，用于记录连接信息，此后，服务器进入监听状态，及等待连接状态
③客户端有连接需求时，首先也创建一个传输控制块TCB，然后开始发送信息
④第一次握手，客户端向服务器发送一个同步信号报文，其中的同步信号SYN=1，还有一个序列号seq=x
⑤第二次握手，服务器接收到客户端发来的连接信号后，回一个同步信号报文，其中的SYN=1,确认标志ACK=1，确认序列号ack=x+1，序列号seq=y
⑥第三次握手，客户端收到服务器发来的确认信号后，会回一个确认信号，其中ACK=1,seq=x+1,ack=y+1
然后连接就建立好啦，双方想传啥就传啥吧...
如果去除序列号和确认号这些附加信息，三次握手就可以简化为同步信号，确认同步信号，确认信号三个。