TCP连接请求为什么要有三次握手?两次不行吗?

在TCP/IP网络协议中,三次握手是建立可靠的会话连接的一个重要机制。三次握手的过程确保了双方(客户端和服务器)都能确认彼此的接收和发送能力是否正常。这一过程不仅用于同步双方的初始序列号,还确保了连接的可靠性和数据的完整性。来看一下为什么必须是三次握手,而两次不足以确保一个稳定可靠的连接。

为什么需要三次握手?

  1. 确认双方的接收与发送能力

    • 第一次握手:客户端发送一个带有初始序列号的SYN(同步序列编号)报文到服务器,以表明客户端尝试建立连接,并可以发送数据。
    • 第二次握手:服务器收到SYN后,回复一个SYN-ACK(确认和同步)报文,不仅确认了接收到客户端的SYN报文,还通知客户端服务器的发送与接收能力正常。
    • 第三次握手:客户端接收到SYN-ACK后,再发送一个ACK(确认)报文到服务器,这一步确保客户端的接收能力也是正常的。
  2. 防止失效的连接请求突然又传到了服务器,造成资源浪费

    • 假设只有两次握手,客户端发送的连接请求在网络中延迟了(由于网络拥堵或其他问题),然后客户端超时重试并已建立了新的连接。这时,之前延迟的旧请求终于到达服务器。如果没有第三次握手,服务器就会认为这是客户端发起的新的连接请求,从而为一个已经失效的请求打开一个新的连接,这将浪费服务器资源。
  3. 同步序列号

    • 在三次握手过程中,双方不仅仅是在确认彼此的接收与发送能力,还在交换各自的序列号。这一步对于TCP协议是非常重要的,因为TCP是基于字节流的,每个字节都按顺序编号,正确的序列号能确保数据的完整性和有序性。

两次握手的问题

如果只进行两次握手:

  • 第一次握手:客户端发送SYN到服务器。
  • 第二次握手:服务器回送ACK和SYN到客户端。

此时,服务器已经确认了客户端的接收和发送能力,但客户端只能确认服务器的发送能力,无法确认服务器的接收能力是否良好。如果此时客户端发送的第二次握手报文丢失,服务器将误认为连接已经建立,而开始等待客户端的数据发送。如果服务器一直等待客户端的数据,而客户端认为连接没有建立成功并停止发送,这将导致服务器端的资源被无谓地占用。

因此,三次握手是建立一个可靠的网络会话的必要过程,它确保了两端的数据传输是同步的,也防止了无效连接的资源浪费。这样的机制提高了通信的可靠性和效率。

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