TCP没那么难吧？这篇必然要看

2013年，慕尼黑

现在相等多的措施员都是“互联网措施员”，按说，应该对互联网的基本协议相等清晰。痛惜至少就我的口试履素来看，很多人这方面旷课太多，简朴说说TCP/IP协议分层就已经难倒了不少人。至于TCP/IP的“三次握手”，能说上来的人就相等少了，假如再问问“为什么是三次握手”，根基就没人能答上来了。一样平常的答复都是“这个太难”，可能“结业太久，这个健忘了”。

假如姑且抱佛脚，把TCP的三次握手背下来应付口试，确实能做到。可是要答复TCP为什么是三次握手，而不是两次可能四次握手，光靠背就不可了——不信你去收集上搜搜看，各类答复都有，众说纷纭，不少提问者一头雾水。

TCP相干的常识重要吗?我认为挺重要的，这些年来无论互联网怎么变革，TCP协议自己都可以承载，细心探讨会发明它的计划简直够奇妙，有很多值得小心的计划头脑。

那么TCP真的很难吗?为什么很多人背TCP的握手流程疾苦不堪，复述起来坚苦重重?我认为，缘故起因在于各人只把它当成“既存究竟”， 就像上中学时辰背汗青政治那样看待。但TCP可不是毫无逻辑的乱说，一旦 你搞清了计划头脑和逻辑，就会发明领略起来一点也不坚苦。以是，本日我来做个简朴讲授。

起首说说“三次握手”这个译名，我确实认为翻译有误(翻译出书过一百多万字技能资料，我自信照旧有掌握的)。我早年总记不住“三次握手”的进程，由于总认为“握了三次手”，“握手”是两边配合往中间凑的进程，这明明和建连流程不切合。其后才发明，“三次握手”的说法或许有题目。

“三次握手”的原文是three-way handshake，three-way更吻合的翻译生怕是“三步”，以是整个名词的意思是“必要三个步调才气成立握手的机制”。这么表明的甜头是，“步”给人感受更形象，就是“片面迈一步”罢了。现实上，RFC 793里声名白，握手进程也可以叫three-message handshake，通过三条动静来成立的握手。

那么，为什么要三步才气成立握手呢?我们可以暂且不理这个题目，想想假如我们本身来计划握手机制，该当怎么办。

我们都知道，TCP是靠得住的通信协议，其“靠得住性”就在于，任何一方要向另一方发数据(SYN)，都必需收到确认回应(ACK)。同时TCP也是双向的通信协议，以是通信的两方都可以主动发送动静。

这里要澄清的一点，对很多“互联网措施员”来说，TCP是袒护在HTTP之下的，各人认识的HTTP，它的经典通信模式是“一问一答”的，没有哀求就没有应答。不外这只是HTTP的特征，不是TCP的特征。在TCP协议里，客户端和处事器都可以随时主动向对方发送数据——也正是由于云云，改用HTTP/2之后处事器可以主动推送信息给客户端，而不必窜改TCP协议。

回到TCP，既然它是双向、靠得住的通信，可以想见，成立毗连就必需确认两边到对方的通信都是靠得住的，以是或许必要四步，发送四次动静。

假如软件计划都这么简朴，那就太好了。痛惜，天下上没有那么简朴的工作。细心调查这幅图，我们会发明几个题目：

第一，收集通信的本钱是很高的，耽误每每无法猜测，哪怕能少发送一次动静，也可以大大低落本钱，进步服从。以是，成立毗连的步调上限该当是四步，下限是两步，越少越好。

第二，两轮SYN/ACK之间必需有关联，由于它们的成果相对独立，都是确认到对方的通信靠得住，却同属于一个“成立毗连”的逻辑操纵。假如两轮完全独立，那么假如两轮中距离断了出格出格长的时刻，基础不是一个正常的成立毗连的操纵，措施却无法辨认，这显然是不可的。以是，第二轮SYN/ACK必必要可以或许和第一轮SYN/ACK关联起来。

再细心看看，第二步和第三步都是从处事端给客户端动员静，以是是不是可以归并起来?这样最少可以节减了一次收集通信。

像上面这样直接在第二步把ACK和SYN归并起来，题目就办理了?

凭证之前的说明，节减动静发送次数只是思量之一，还必要思量的是，第二轮SYN/ACK必需和第一轮SYN/ACK挂钩。

上面是TCP的数据报，包括了很多的节制位，用来标识毗连的状态。个中最常见的是SYN、ACK、FIN：SYN暗示synchronize，在成立毗连时行使;ACK暗示acknowledge，暗示“确认”收到了动静;FIN暗示finish，在断开毗连时行使。

还要留意的两个对象是SEQ NO和ACK NO。SEQ NO即Sequence Number，处事端和客户端城市维护本身的SEQ NO，暗示“已经发送了几多数据”，单元是字节;ACK NO即Acknowledge Number，用往返覆确认，对应SEQ NO的数据已经收到。单独提及来，这些观念都轻易领略，只是留意不要夹杂节制位的ACK和ACK NO——ACK是布尔值用来标识数据报的范例，ACK NO是数值用来确认已经收到的数据。

基于上面的常识我们可以知道，在成立毗连之初，数据报中的节制位SYN该当设定为1，暗示“新建毗连”;同时该当包括SEQ NO。此时的SEQ NO有个专门的名字叫ISN，也就是Initial Sequence Number(要留意，ISN只是用来称号这个非凡SEQ NO，并不存在专门的ISN字段)。

在处事端收到第一个SYN动静的时辰，它虽然必要发送ACK相应，但它怎样确认个中的SEQ NO“就是”新建毗连的ISN，而不是来自姗姗来迟的某个迂腐毗连呢?以是必需向客户端确认。恰好由于第二步是ACK,SYN“合二为一”的奇异相应，以是收到这个动静时，客户端就知道，既必要相应个中的SYN，也必要核实个中的ACK(假如你细心读过RFC793就会知道，个中专门有一段提到了： A three way handshake is necessary because…… )

（编辑：湖南网）

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