【网络】TCP/IP连接为什么是三次握手？

      前几天被一个好友问到了这个问题，让我的思绪回到了当年的“计算机网络与原理”那门课程……，是啊，为什么握手是三次，而不是两次，或者四次呢？

      先来一张搞笑图哦~

         


       如图所示，是美国三位总统的三次握手，哈哈，为什么不是两次，为什么不是四次，这个问题又在我脑子里回荡了……

       首先，我看了下网上资料，引用了了两本书中的定义：

       1.解决“网络中存在延迟的重复分组”问题。

       2.“为了防止已失效的链接请求报文段突然又传送到了服务端，产生错误”。

       3.保证链接的是双工的，可靠更多的是通过重传机制保证。

       除了第3点，其他的看着比较懵逼，究竟是啥意思哩？？？

       之后带着上述3点定义，我又去网上找答案，之后思路渐渐清晰起来了，看图：

      


       首先，这里有两个端的概念，1.Client端，2.Server端，连接建立就是C端和S端。

       握手的过程：

       1. C端发送syn包（syn = j）到服务器，进入SYN_SEND状态，等待S端确认。

       2. S端收到syn包，确认C端的syn（ack=j+1），向C端发送一个syn包（SYN+ACK），进入SYN_RECV状态。

       3. C端收到SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK（ack=k+1），之后C和S进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。

      下面解释一下，为什么是三次握手？

       1.从性能和安全角度

       client发出的第一个连接请求报文段并没有丢失，而是在某个网络结点长时间的滞留了，以致延误到连接释放以后的某个时间才到达server。本来这是一个早已失效的报文段。但server收到此失效的连接请求报文段后，就误认为是client再次发出的一个新的连接请求。于是就向client发出确认报文段，同意建立连接。假设不采用“三次握手”，那么只要server发出确认，新的连接就建立了。由于现在client并没有发出建立连接的请求，因此不会理睬server的确认，也不会向server发送数据。但server却以为新的运输连接已经建立，并一直等待client发来数据。这样，server的很多资源就白白浪费掉了。采用“三次握手”的办法可以防止上述现象发生。

       2.从信道可靠性角度

       这个问题的本质是, 信道不可靠, 但是通信双发需要就某个问题达成一致. 而要解决这个问题, 无论你在消息中包含什么信息, 三次通信是理论上的最小值. 所以三次握手不是TCP本身的要求, 而是为了满足"在不可靠信道上可靠地传输信息"这一需求所导致的. 请注意这里的本质需求,信道不可靠, 数据传输要可靠. 三次达到了, 那后面你想接着握手也好, 发数据也好, 跟进行可靠信息传输的需求就没关系了. 因此,如果信道是可靠的, 即无论什么时候发出消息, 对方一定能收到, 或者你不关心是否要保证对方收到你的消息,
那就能像UDP那样直接发送消息就可以了.”。这可视为对“三次握手”目的的另一种解答思路。

      对比三次握手和两次、四次区别

      1.四次握手过程：

      1）C发送同步信号SYN + C‘s initial sequence number

      2）S确认收到C的同步信号，并记录C‘s ISN到本地，命名S‘s ACK sequence number

      3）S发送同步信号SYN + S's initial sequence number

      4）C确认收到S的同步信号，并记录S‘s ISN到本地，命名C‘s ACK sequence number

      显然，2和3两步可以合并，只需要3次握手，可以提交效率和速度。

      2.两次握手过程：

      1）A发送同步信号SYN + A‘s initial sequence number

      2）B发送同步信号SYN + B's initial sequence number + B's ACK sequence number

      问题，A与B就A的初始化序列号达成一致，但是B无法知道A是否已经收到自己的同步信号，如果同步信号丢失，AB就B的初始化序列号将无法达成一致。

 

      That's all.