超简单却能够深入理解 TCP 为什么是三次握手？

核心思想

TCP作为一种可靠传输控制协议，其核心思想：既要保证数据可靠传输，又要提高传输的效率，而用三次恰恰可以满足以上两方面的需求！

TCP可靠传输的精髓：TCP连接的一方A，由操作系统动态随机选取一个32位长的***（Initial Sequence Number），假设A的初始***为1000，以该***为原点，对自己将要发送的每个字节的数据进行编号，1001，1002，1003…，并把自己的初始***ISN告诉B，让B有一个思想准备，什么样编号的数据是合法的，什么编号是非法的，比如编号900就是非法的，同时B还可以对A每一个编号的字节数据进行确认。如果A收到B确认编号为2001，则意味着字节编号为1001-2000，共1000个字节已经安全到达。

同理B也是类似的操作，假设B的初始***ISN为2000，以该***为原点，对自己将要发送的每个字节的数据进行编号，2001，2002，2003…，并把自己的初始***ISN告诉A，以便A可以确认B发送的每一个字节。如果B收到A确认编号为4001，则意味着字节编号为2001-4000，共2000个字节已经安全到达。

一句话概括，TCP连接握手，握的是啥？：通信双方数据原点的***！

以此核心思想我们来分析二、三、四次握手的过程。

A <-------> B

四次握手的过程：

1.1 A 发送同步信号SYN + A’s Initial sequence number

1.2 B 确认收到A的同步信号，并记录 A’s ISN 到本地，命名 B’s ACK sequence number，然后回复一条ACK告诉A，如果A收到这条ACK，则A认为连接成功，状态变为ESTABLISHeD

1.3 B发送同步信号SYN + B’s Initial sequence number

1.4 A确认收到B的同步信号，并记录 B’s ISN 到本地，命名 A’s ACK sequence number，然后回复一条ACK告诉B，如果B收到这条ACK，则B认为连接成功，状态变为ESTABLISHeD

很显然1.2和1.3 这两个步骤可以合并，只需要三次握手，可以提高连接的速度与效率。

如果只是二次握手：

2.1 A 发送同步信号SYN + A’s Initial sequence number

2.2 B收到A同步信号后，发送同步信号SYN + B’s Initial sequence number + B’s ACK sequence number

这里有一个问题，A与B就A的初始***达成了一致。但是B无法知道A是否已经接收到自己的同步信号，如果这个同步信号丢失了，A和B就B的初始***将无法达成一致。

于是TCP的设计者将SYN这个同步标志位SYN设计成占用一个字节的编号（FIN标志位也是），既然是一个字节的数据，按照TCP对有数据的TCP segment 必须确认的原则，所以在这里A必须给B一个确认，以确认A已经接收到B的同步信号。，所以就形成了三次握手：

三次握手

超简单却能够深入理解 TCP 为什么是三次握手？
异常情况分析：

如果A发给B的确认丢了，该如何？A会超时重传这个ACK吗？不会！TCP不会为没有数据的ACK超时重传。
那该如何是好？B如果没有收到A的ACK，会超时重传自己的SYN同步信号，一直到收到A的ACK为止。
第一个包，即A发给B的SYN 中途被丢，没有到达B,怎么办？
A会周期性超时重传，直到收到B的确认
第二个包，即B发给A的SYN +ACK 中途被丢，没有到达A,怎么办？
B会周期性超时重传，直到收到A的确认
第三个包，即A发给B的ACK 中途被丢，没有到达B,怎么办？
A发完ACK，单方面认为TCP为 Established状态，而B显然认为TCP为Active状态：
- a. 假定此时双方都没有数据发送，B会周期性超时重传，直到收到A的确认，收到之后B的TCP 连接也为 Established状态，双向可以发包。
- b. 假定此时A有数据发送，B收到A的 Data + ACK，自然会切换为established 状态，并接受A的 Data。
- c. 假定B有数据发送，数据发送不了，会一直周期性超时重传SYN + ACK，直到收到A的确认才可以发送数据。

总结：

握手的目的就是需要确认对方收到了自己的***
SYN的作用就是我发的这条消息，必须要要收到回复！如果一段时间内没有收到回复，我会重发
双方建立TCP连接时，会把自己的Seq发出去后，都需要确认对方收到了自己的***，我才认为连接成功，正常情况是需要通讯四次，但是可以优化为3次即可（即连接的被发起方，可以将自己的***消息和给发起方的回复消息合并为一条消息）