TCP建连三次握手解析：为何三次？图文并茂超详细
2023-05-27 11:27:31
深入剖析 TCP 三次握手：网络通信中的基石
TCP 三次握手是互联网世界中数据传输的基础，它确保了客户端和服务器之间建立一个安全可靠的连接。让我们深入了解一下它的工作原理，为什么需要三次握手，以及它在现实世界中的应用。
TCP 三次握手原理
TCP（传输控制协议）是一种面向连接的协议，这意味着在数据传输之前，客户端和服务器必须建立一个连接。TCP 三次握手是一个交错的过程，客户端和服务器通过交换专门的报文来协商连接参数。
TCP 三次握手步骤
TCP 三次握手由以下步骤组成：
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客户端发送 SYN 报文： 客户端向服务器发送一个 SYN 报文，其中包含客户端的初始序列号 (ISN)。SYN 报文表示客户端希望建立连接。
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服务器发送 SYN+ACK 报文： 服务器收到客户端的 SYN 报文后，发送一个 SYN+ACK 报文。SYN 表示服务器也希望建立连接，ACK 确认收到了客户端的 ISN。
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客户端发送 ACK 报文： 客户端收到服务器的 SYN+ACK 报文后，发送一个 ACK 报文。ACK 确认收到了服务器的 ISN 和 ACK。
为什么是三次握手？
乍一看，似乎两次握手就足以建立连接，但事实并非如此。三次握手对于确保连接可靠至关重要，这是因为：
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防止已失效连接的建立： 如果没有三次握手，客户端和服务器可能会建立已失效的连接。例如，如果客户端的 SYN 报文丢失，服务器将无法收到它，并且不会建立连接。
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避免序列号猜测攻击： 三次握手可以防止序列号猜测攻击。在两次握手的情况下，攻击者可以通过猜测序列号来劫持连接。通过使用三次握手，攻击者必须正确猜测两个序列号，这极大地降低了成功几率。
现实世界中的 TCP 三次握手
TCP 三次握手在互联网通信中无处不在，例如：
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网页浏览： 当你访问一个网站时，你的浏览器将与服务器进行 TCP 三次握手，以便加载网页。
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文件传输： 当你在网络上传输文件时，文件传输协议 (FTP) 将使用 TCP 三次握手来建立连接并安全地传输文件。
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电子邮件： 当你发送电子邮件时，电子邮件客户端将与邮件服务器进行 TCP 三次握手，以便发送和接收电子邮件。
TCP 三次握手示例
以下是 TCP 三次握手的示例，其中客户端 IP 地址为 192.168.1.1，端口号为 1024，服务器 IP 地址为 192.168.1.2，端口号为 80：
1. 客户端发送 SYN 报文：
源 IP：192.168.1.1
源端口：1024
目标 IP：192.168.1.2
目标端口：80
SYN = 1
2. 服务器发送 SYN+ACK 报文：
源 IP：192.168.1.2
源端口：80
目标 IP：192.168.1.1
目标端口：1024
SYN = 1
ACK = 1
3. 客户端发送 ACK 报文：
源 IP：192.168.1.1
源端口：1024
目标 IP：192.168.1.2
目标端口：80
ACK = 1
常见问题解答
1. 为什么 TCP 三次握手没有超时机制？
TCP 三次握手本身没有超时机制，但底层 TCP 协议有超时机制。如果在规定时间内没有收到响应报文，TCP 将重新传输该报文。
2. 三次握手会减慢连接速度吗？
三次握手确实会增加建立连接所需的时间，但这与确保可靠连接的好处相比是微不足道的。
3. 我可以在客户端或服务器上禁用 TCP 三次握手吗？
不，TCP 三次握手是 TCP 协议不可分割的一部分，无法禁用。
4. 是否有四次握手的情况？
在某些情况下，可能出现四次握手，通常是由于防火墙或代理服务器拦截了 SYN 报文。
5. 为什么 TCP 四次握手没有被采用？
TCP 四次握手需要客户端和服务器交换额外的 ACK 报文，这将进一步降低性能，而不会带来显著的可靠性优势。
结论
TCP 三次握手是互联网通信中可靠连接的基础。它通过确保客户端和服务器协商初始序列号并确认连接双方的状态，来确保可靠的数据传输。虽然三次握手增加了建立连接所需的时间，但它提供的可靠性优势远远超过了这一开销。通过理解 TCP 三次握手的工作原理和重要性，我们可以欣赏网络通信幕后发生的复杂性，并更深入地了解互联网的运作方式。
