哈喽，小伙伴们！今天小米要给大家带来的是网络基础中的一颗明珠——TCP三次握手。作为程序员的你，是不是常常听到这个词，却又对它的具体过程和原理有些模糊呢？别担心，今天我们就来深入浅出地聊聊这个话题，让你彻底搞清楚TCP三次握手的奥秘！
什么是TCP三次握手？
TCP三次握手是TCP协议建立连接的过程。简单来说，它是客户端和服务端在正式传输数据之前，进行的一种“握手”操作，通过这种操作，双方能够确认彼此的存在，并同步彼此的状态。具体来说，TCP三次握手分为以下三个步骤：
1. 第一次握手：客户端发送SYN包
首先，客户端向服务端发送一个带有SYN（Synchronize）标志的数据包，这个包用来表示客户端希望建立连接，并且在包中包含了一个初始序列号（Sequence Number）。发送这个包之后，客户端进入SYN_SENT状态，等待服务端的响应。
2. 第二次握手：服务端发送SYN/ACK包
当服务端收到客户端的SYN包后，会发送一个带有SYN和ACK（Acknowledgment）标志的数据包作为响应，这个包中包含了服务端自己的初始序列号，同时对客户端的序列号进行确认（ACK）。发送这个包后，服务端进入SYN_RCVD状态，等待客户端的确认。
3. 第三次握手：客户端发送ACK包
最后，客户端收到服务端的SYN/ACK包后，会发送一个带有ACK标志的数据包，表示确认收到了服务端的SYN包，同时也带上了自己对服务端序列号的确认。发送这个包后，客户端进入ESTABLISHED状态，服务端收到这个ACK包后，也进入ESTABLISHED状态，此时，连接正式建立，双方可以开始数据传输了。
为什么需要三次握手？
可能有的小伙伴会问了，为什么要这么复杂，要三次握手呢？两次握手不行吗？这里，小米就来详细解释一下。
建立可靠的通信信道：首先，TCP协议是一种面向连接的、可靠的传输协议。在通信过程中，为了保证数据的完整性和可靠性，TCP需要确保客户端和服务端双方都具备发送和接收数据的能力。三次握手正是为了达到这个目的。
防止已失效的请求报文：假设只进行两次握手，那么会存在一种情况：假如客户端发出的第一个SYN包由于网络问题延迟到达，当这个包到达服务端时，客户端可能已经不再需要建立连接了。如果此时服务端收到这个SYN包，并且返回一个ACK包，连接就会建立起来，但实际上客户端并不需要这个连接，从而浪费了资源。而三次握手可以有效避免这种情况。
确认双方序列号：在TCP通信中，序列号是非常重要的。它用于标识数据包，并且在数据传输过程中起到跟踪和确认的作用。通过三次握手，客户端和服务端可以相互告知各自的初始序列号，并确认对方已经收到了这个序列号，从而确保双方的通信是可靠和同步的。
为什么两次握手不行？
两次握手的问题主要体现在以下几个方面：
防止已失效的请求报文：如上所述，两次握手无法有效防止已失效的请求报文导致的资源浪费问题。而三次握手通过客户端的最后一个ACK包来确认服务端的SYN/ACK包，从而避免了这种情况的发生。
确保双向通信的可靠性：两次握手只能保证单向通信的可靠性。TCP通信要求双方都能确认对方的初始序列号，从而实现可靠的数据传输。如果只进行两次握手，只有连接发起方的初始序列号能被确认，而对方的序列号无法确认，这样就无法保证双向通信的可靠性。
确保连接的同步：三次握手的过程确保了连接的同步。客户端和服务端通过三次握手可以确认彼此的存在，并且同步各自的状态和序列号，从而为后续的数据传输打下坚实的基础。
TCP三次握手的过程详解
第一次握手：SYN包的发送和接收
当客户端希望与服务端建立连接时，会发送一个SYN包，这个包中包含了客户端的初始序列号。这个序列号用于标识客户端即将发送的数据包，并且在后续的通信中起到跟踪和确认的作用。发送SYN包后，客户端进入SYN_SENT状态，等待服务端的响应。
服务端收到SYN包后，会分配资源来处理这个连接请求，并生成一个自己的初始序列号。然后，服务端会发送一个SYN/ACK包给客户端，这个包中包含了服务端的初始序列号，以及对客户端序列号的确认。发送SYN/ACK包后，服务端进入SYN_RCVD状态，等待客户端的确认。
第二次握手：SYN/ACK包的发送和接收
客户端收到服务端的SYN/ACK包后，会检查其中的确认信息，以确保服务端正确接收了自己的序列号。同时，客户端也会生成一个ACK包来确认服务端的序列号。这个ACK包表示客户端已经收到了服务端的SYN/ACK包，并且确认了其中的序列号。发送ACK包后，客户端进入ESTABLISHED状态，等待服务端的确认。
服务端收到ACK包后，会检查其中的确认信息，以确保客户端正确接收了自己的序列号。此时，服务端进入ESTABLISHED状态，表示连接已经建立，双方可以开始数据传输了。
第三次握手：ACK包的发送和接收
在第三次握手中，客户端发送的ACK包包含了对服务端序列号的确认。这个包表示客户端已经收到了服务端的SYN/ACK包，并且确认了其中的序列号。发送ACK包后，客户端进入ESTABLISHED状态，表示连接已经建立。
服务端收到ACK包后，会检查其中的确认信息，以确保客户端正确接收了自己的序列号。此时，服务端也进入ESTABLISHED状态，表示连接已经建立，双方可以开始数据传输了。
通过三次握手，TCP协议确保了客户端和服务端双方都具备发送和接收数据的能力，从而建立了可靠的通信信道。这种设计不仅避免了已失效的请求报文导致的资源浪费问题，还确保了双向通信的可靠性和连接的同步。