详解TCP三次握手（建立TCP连接过程）

在讲述TCP三次握手，即建立TCP连接的过程之前，需要先介绍一下TCP协议的包结构。

这里只对涉及到三次握手过程的字段做解释

（1） 序号（Sequence number）

我们通过 TCP 协议将数据发送给对方，就比如 hellotcp，这一串字节流，假设被拆分成了三个 TCP 报文段，第一个报文段携带了 hel，第二个报文段携带了 lot，第三个报文段携带了 cp，这三个报文段不一定是按照顺序送到对端的，那么对端收到这三个段是如何确定他们的顺序的呢？此时序号的意义就体现在这里。

TCP 连接中，为传送的字节流（数据）中的每一个字节按顺序编号。也就是说，在一次 TCP 连接建立的开始，到 TCP 连接的断开，你要传输的所有数据的每一个字节都要编号。这个序号称为字节序号。

举个例子：如果一个 TCP 报文段的序号为 101，它携带了 50 字节的数据，就表示这 50个字节的数据的字节序号范围是 [101, 150]，该报文段携带的第一个字节序号是 101，最后一个字节序号是 150。

（2） 确认号（Acknowledge number）

TCP传输的对端通过回复一个确认号，来表示确认已经接收到了某个 TCP 段。

举个例子：比如之前发送方发送的序号为 101 的 TCP 段，这个段携带了 50 字节数据，则接收方应当回复的确认号是 151，它表示接收方已经收到了字节序号为150之前的数据，现在期望你发送字节序号为 151 以及以后的数据。

（3）ACK

是一个TCP协议报文中的标志比特位，如果置1表示这个报文段是一个回复确认报文。

注意：为了防止混淆确认号与ACK，一般确认号写作ack，而ACK就写为ACK。

（4）SYN

同样是一个TCP协议报文中的标志比特位，如果置1表示该报文段用来建立TCP连接。

介绍完TCP协议报文的一些基本字段，我们可以来叙述TCP三次握手的过程了。

TCP三次握手流程图：

这里用C/S（客户端/服务器端）模型，客户端向服务器端请求建立TCP连接来举例：

（1）第一次握手

客户端（Client）向服务器（Server）发送一个SYN段(在 TCP 标头中 SYN 位字段为 1 的 TCP/IP 数据包)，该段中也包含一个客户端的初始序列号（Sequence number = x，seq）。

（2）第二次握手

服务器端返回一个 SYN +ACK 段(在 TCP 标头中SYN和ACK位字段都为 1 的 TCP/IP 数据包)，该段中包含服务器的初始序列号(Sequence number = y)。同时使 Acknowledgment number = x + 1来表示确认已收到客户端的 SYN段(Sequence number = y)。

（3）第三次握手

客户端给服务器响应一个ACK段(在 TCP 标头中 ACK 位字段为 1 的 TCP/IP 数据包)（SYN已变为0）, 该段中使 Acknowledgment number = y+ 1来表示确认已收到服务器的 SYN段(Sequence number = y)，自己的序列号则是变成seq=x+1。

常见面试问题：为什么是三次握手，不能是两次握手吗？

答：如果只是两次握手，那么按照上述C/S模型的流程，第二次握手后服务器端会认为自己已经与客户端建立了连接，假如此时网络出现问题，丢失了第二次握手的报文。那么客户端没有收到应答报文，他认为与服务器端并没有建立连接，那么之后服务器端向客户端发来的消息，客户端并不会接受，而是一直等待应答报文，会形成类似死锁的问题。