数据通信——TCP（三次握手及基础特性）

引言

TCP（传输控制协议），不像之前的UDP那样，因为这个协议要将很多复杂的东西，所以这次的特性是简单的特性，后续会讲一些复杂难懂的知识，这次先说一些TCP明显的特性

面向连接

TCP提供了对连接的管理和维持机制，通信基于连接进行。那是什么连接管理机制呢？那就是著名的TCP三次握手。

在正式描述三次握手顺序前，先举个例子。

你约你女朋友去吃饭，于是发消息

你：在吗？今天去吃饭啊！

女朋友：在吗？我在这。可以去吃饭！那今天几点去啊？

你：我在。我看到你说可以去吃饭的消息了！咱们6点去吧！

当然，可能发生你女朋友就没给你回话，也有可能发生女朋友跟你回复的话和“今天晚上去楼下吃饭”毫无关系，这都代表通信失败，别舔了。

你可能觉得上面的通信有点繁琐，有时候我们微信对话都是很简洁，怎么这么复杂，每次发完信息，还要对他上面发的信息说“我收到了”。其实我们是发出去的信息有回复就是默认收到了。但是计算机不是人，它很笨，而且这种复杂更是体现了TCP的细上加细。好了，下面就来看看吧！

先解释下几个词：

1.Seq序号：占32位，是用来标识从TCP源端向目的端发送的字节流，发起方发送数据时对此进行标记。

2.Ack序号：占32位，只有ACK标志位为1时，确认序号字段才有效，Ack=Seq+1。

3.SYN：同步序列编号(Synchronize Sequence Numbers)。

以下是三次握手的简易流程：

A与B建立TCP连接时：首先A向B发SYN，然后B回复SYN+ACK，最后A回复ACK确认，这样TCP的一次三次握手的过程就完成了。

再来看看详细流程：

第一次握手：建立连接时,客户端发送syn包(syn=1)到服务器，其中携带Seq(seq=x)序号,并进入SYN_SEND状态,等待服务器确认；

第二次握手：服务器收到syn包,回复一个相同的SYN表示我们在同一个序列上，并用ACK确认我收到了你的SYN信息。随后，服务器发来它的seq=y序列号，并用ACK=x+1表示我收到了你上面发来的seq=x的信息。此时服务器进入SYN_RECV状态。

第三次握手：客户端收到服务器的SYN和ACK包,向服务器发送一个ACK=1，表示你上面的ACK我收到了，随后seq发送之前的ack=x+1，确认包回复之前的Seq=y，ACK(ack=y+1),此包发送完毕,客户端和服务器进入ESTABLISHED状态,完成三次握手。

华为教案对TCP握手的图示

就好比假设对方给你发送了数据12345，但是你就收到1后居然收到了5，ack并不会理会这个5，他只知道在1之后没有收到数据，会要求对方继续发送后续数据。

这和UDP不同，UDP不会管你是否收到了数据，它只管发出去就不管了，但是TCP很负责，它不仅要保证自己收到了信息，也要保证发来的顺序必须一致，否则拒绝接收后续报文，要求你重复刚才没有发到的数据。

点对点的全双工通信

TCP仅能通过点对点方式进行通信，连接的双方只有两端。不过它拥有点对点的全双工通信能力。每个端口维护和收/发两个缓存队列，各自管理。

可靠交付与面向字节

TCP是可靠交付，而且面向字节流通信，不像UDP玩命的发送数据，它对数据的流量有控制能力，而且他非常的细致，发来的数据会以字节流的方式不断地进行发送接收。也就是他将报文拆分成了很多字节流，但是每个字节流都有相应的顺序，顺序不对不会接受后续流量，也因为该特性她并不保留边界。消息由字节流的重组是由应用层处理。TCP可以支持任何大小的流量，对他而言都是一串串字节而已。他还有差错控制，以及窗口的拥塞机制