三次握手（Three-Way Handshake）是 TCP（传输控制协议） 建立连接的过程，确保通信双方能够同步序列号并确认彼此的收发能力。这个过程是 TCP 可靠性的基础，以下是三次握手的详细步骤：
如下图所示：
三次握手的步骤
-
第一次握手（SYN）
- 客户端向服务器发送一个 SYN（Synchronize Sequence Numbers） 报文，表示请求建立连接。
- 该报文中包含客户端的初始序列号（ISN，Initial Sequence Number）。
- 客户端进入 SYN_SENT 状态。
-
第二次握手（SYN + ACK）
- 服务器收到客户端的 SYN 报文后，会回复一个 SYN + ACK 报文。
- SYN：服务器发送自己的初始序列号（ISN）。
- ACK：确认客户端的 SYN 报文，值为客户端的 ISN + 1。
- 服务器进入 SYN_RECEIVED 状态。
- 服务器收到客户端的 SYN 报文后，会回复一个 SYN + ACK 报文。
-
第三次握手（ACK）
- 客户端收到服务器的 SYN + ACK 报文后，会发送一个 ACK 报文，确认服务器的 SYN 报文。
- ACK：值为服务器的 ISN + 1。
- 客户端进入 ESTABLISHED 状态。
- 服务器收到 ACK 报文后，也进入 ESTABLISHED 状态。
- 客户端收到服务器的 SYN + ACK 报文后，会发送一个 ACK 报文，确认服务器的 SYN 报文。
至此，TCP 连接建立成功，双方可以开始数据传输。
抓包如下图所示：
三次握手的作用
-
同步序列号
- 双方交换初始序列号（ISN），用于后续数据传输的排序和确认。
-
确认双方的收发能力
- 通过三次交互，确认客户端和服务器都具有发送和接收数据的能力。
-
防止历史连接的干扰
- 如果客户端发送了一个旧的 SYN 报文（由于网络延迟），服务器会回复 SYN + ACK，客户端可以根据上下文判断是否接受该连接。如果不接受，可以发送 RST 报文终止连接。
三次握手的报文结构
- SYN 报文：标志位 SYN = 1，序列号为 ISN。
- SYN + ACK 报文：标志位 SYN = 1，ACK = 1，序列号为服务器的 ISN，确认号为客户端的 ISN + 1。
- ACK 报文：标志位 ACK = 1，确认号为服务器的 ISN + 1。
为什么需要三次握手？
- 两次握手不够：如果只有两次握手，服务器无法确认客户端是否收到了自己的 SYN + ACK 报文，可能导致服务器单方面建立连接，浪费资源。
- 防止历史连接问题：三次握手可以避免旧的 SYN 报文导致错误连接。
三次握手的缺点
- 延迟较高：三次握手需要 1.5 RTT（Round-Trip Time）的时间，增加了连接建立的延迟。
- SYN 泛洪攻击：攻击者伪造大量 SYN 报文，耗尽服务器资源，导致拒绝服务（DoS）。
总结
三次握手是 TCP 协议中建立可靠连接的关键步骤，通过同步序列号和确认双方的收发能力，确保数据传输的可靠性。尽管它增加了连接建立的延迟，但这是 TCP 可靠性和稳定性的重要保障。