socket 编程入门教程（三）TCP原理：5、TCP的三次握手（three-way handshake）

前面3个小节介绍了socket机制对TCP协议三次握手的实现，需要强调的是，与协议独立于实现类似，TCP的三次握手是独立于socket体系的理论。在TCP协议中，三次握手是通过3个TCP格式的IP数据报来实现的。TCP格式的IP数据报中包含着TCP首部，TCP首部信息中包含着对每一个数据报具体内容的描述。我们这里需要介绍的首部位（bit）标志只有3个：
SYN：同步序号用来发起一个连接。因为TCP协议要求数据传送是可靠的，他的实现方式就是对传输的数据的每一个字节（byte）按顺序编号。但是初始序列号（ISN：Initial Sequence Number）并非从0开始，而是一个随时间周而复始变化的32位无符号整数。当一方发起连接的时候，SYN就会被设置成1，同时，在发送的数据部分用一个字节来表明这是一个新连接的开始。因此，假设发起连接的一方的ISN为n，因为SYN会在数据部分添加一个字节表示这是一个新连接的开始，所以这时候的字节序号就成了n+1。
ACK：确认序号有效。TCP协议要求自动检验数据的可靠性，实现方式就是检验字节序号是否正确的衔接。假如接收数据的一方序号已经是m，那么其返回给发送方确认有效的序号就是m+1。一旦连接，ACK始终设置为1，即表示序号有效，并且在所有数据包中总是存在。但是数据是否真的被TCP采用要看序号是否能对应。如果发送方传来的字节序号没有从m+1开始，那么这个IP数据包就不会被采用，返回ACK信息序号依然是m+1；如果发送方传来的字节序号尽管是从m+1开始的，但是在效验时发生了错误，这个数据报依然不会被采用，返回的ACK信息序号依然是m+1。直到接收了通过TCP检验的数据，序号才会继续增加，例如，传来的数据字节序号从m+1开始到m+k结束，并且通过了TCP效验，那么再次传回的ACK信息，序号就成为了m+k+1。
FIN：发送端完成发送。与SYN类似，FIN也会在数据部分占用一个字节，表示这是一个结束符号。
TCP的三次握手过程如下：
1、第一个SYN连接请求由客户端发起，这个数据报将SYN设置为1表示是一个连接请求，并且包含着这次连接的ISN，我们假设其值为n。
2、服务器端收到第一次握手请求的数据报后开始构建反馈的数据报。反馈数据报包括两个部分：第一部分是将连接请求的序号反馈回去，因为SYN本身占了一个字节，所以反馈回去的序号就是n+1；第二部分是自己也向客户端发起SYN连接请求，也将SYN设置为1，并包含这个新连接的ISN，我们设其值为m。
3、客户端回应服务器端的SYN连接请求，将服务器端到客户端连接的序号反馈回去，因为SYN占了一个字节，所以反馈给服务器端的序号是m+1。
由此，我们可以看到，TCP中，客户端到服务器端，服务器端到客户端的连接是分别建立的，具有不同的ISN（n和m），我们在后面可以看到，这也就意味着这两个连接在正常情况下需要分别的断开。