什么是 TCP 3 次握手过程？

现在我们主要使用TCP（传输控制协议）在面向连接的网络中进行数据传输。但是你有没有想过，为什么我们更喜欢 TCP 而不是其他协议呢？

实际上，TCP 为我们提供了两个设备之间安全可靠的连接链路。而且，这只有在建立和关闭两个设备之间的连接期间发生在 TCP 中的 3 次握手过程中才有可能。顾名思义，建立和关闭连接需要三个步骤。因此，在本博客中，我们将了解 TCP 3 次握手过程以及其中涉及的不同步骤。

TCP 3 次握手过程

3-Way Handshake 过程是在 TCP 中发生的一组定义的步骤，用于创建安全可靠的通信链接并关闭它。实际上，TCP 在传输数据之前使用 3 次握手过程在两个设备之间建立连接。建立连接后，设备之间进行数据传输。之后需要终止连接，这也是通过使用 3 次握手过程完成的。建立安全可靠的连接是为了保留设备的 CPU、缓冲区和带宽以正常通信。因此，必须在数据传输后通过终止连接来释放这些资源。因此，可以使用 TCP 3 次握手过程以安全的方式建立和终止网络中的连接。

下面是 TCP 标头的图示。

TCP 头文件中有一些元素用于 3 次握手过程，它们是：

序列号：序列号是一个随机的 32 位（范围为 0 到 (2^32 -1)）的数字，分配给数据的第一位。通常，一个序列号在一个连接中只使用一次。对于同一连接中的其他数据传输，可以使用其他一些随机序列号。
确认号：它是确认发送设备期望从发送方得到的下一个序列号。它通常比从发送方收到的序列号大 1。
窗口大小：窗口大小是缓冲区大小。它是缓冲区中可以接收数据的最大容量。
最大段大小：它是连接设备可以接受的每个数据段的最大大小。超过此大小，设备将无法接收数据段。
SYN 标志： SYN 代表同步。它可以描述为建立连接的请求。如果 SYN 为 1，则表示设备要建立安全连接，否则不。
ACK标志： ACK代表确认。可以说是SYN的响应。如果 ACK 为 1，则设备已收到 SYN 消息并确认，否则没有。
FIN 标志： FIN 代表已完成。数据传输完成后，设备必须使用 FIN 标志终止连接。如果 FIN 为 1，则设备要终止连接，否则不。

下面是使用 3 次握手过程建立连接的图示。

以下是使用 TCP 中的 3 次握手过程建立连接所涉及的三个步骤：

客户端向服务器发送 SYN：当客户端想要连接到服务器时。它将“SYN”标志设置为 1 并将消息发送到服务器。该消息还有一些附加信息，如序列号（任何随机的 32 位数字）、此处的 ACK 设置为 0、窗口大小和最大段大小。例如，如果窗口大小为 2000 位，最大段大小为 200 位，则连接中最多可以传输 10 个数据段（2000/200 = 10）。
服务器向客户端回复 SYN 和 ACK：服务器收到客户端的同步请求后，通过将 ACK 标志设置为“1”向客户端发送确认。ACK 的确认号比接收到的序列号大一。例如，如果客户端发送了序列号 = 1000 的 SYN，那么服务器将发送确认号 = 10001 的 ACK。此外，服务器将 SYN 标志设置为“1”并将其发送给客户端，如果服务器也想建立连接。此处用于 SYN 的序列号将与客户端的 SYN 不同。服务器还将其窗口大小和最大段大小通告给客户端。完成这一步后，客户端到服务器端的连接就建立起来了。
客户端向服务器发送ACK：客户端收到服务器的SYN后，将ACK标志设置为’1’，并以大于服务器SYN序列号的确认号1发送给客户端。在这里，SYN 标志保持为“0”。完成此步骤后，现在也建立了从服务器到客户端的连接。建立连接后，将考虑发送方和接收方的最大段大小中的最小值进行数据传输。

下面是使用 3 次握手过程终止连接的图示。

以下是使用 TCP 中的 3 次握手过程终止连接所涉及的三个步骤：

客户端向服务器发送 FIN：当客户端想要终止连接时。它将 FIN 标志设置为“1”，并使用随机序列号将消息发送到服务器。这里，ACK 设置为 0。
服务器向客户端回复 FIN 和 ACK：服务器收到客户端的终止请求后，通过将 ACK 标志设置为“1”向客户端发送确认。ACK 的确认号比接收到的序列号大一。例如，如果客户端发送了序列号 = 1000 的 FIN，那么服务器将发送确认号 = 10001 的 ACK。此外，服务器将 FIN 标志设置为“1”并将其发送给客户端，如果服务器也想终止连接。此处用于 FIN 的序列号将与客户端的 FIN 不同。完成此步骤后，从客户端到服务器端的连接终止。
客户端向服务器发送ACK：客户端收到服务器的FIN后，将ACK标志设置为’1’，并以大于服务器的FIN序列号的确认号1发送给客户端。这里，FIN 标志保持为“0”。完成此步骤后，从服务器到客户端的连接现在也终止了。

这是关于 TCP 协议中使用的 3 次握手过程及其步骤的全部内容。

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