TCP三次握手详解及面试题

为什么必须是三次握手？

大家都知道传输层（点击这里去传输层）中的TCP协议是面向连接的，提供可靠的连接服务，其中最出名的就是三次握手和四次挥手，今天先讲解三次握手（四次挥手点这里），如下图

喜欢钻牛角尖的我在学习三次握手的时候就想到了几个问题：为什么三次握手是三次？不是一次、两次或者更多？如果是两次或者是一次会出现什么情况？带着这个问题我找了好多资料，发现了其中的奥秘。

一次握手的情况：

由于TCP是面向连接的，一次很明显时不可能的，因为客户端发出连接消息后，却没有接收到来自服务端的回应，客户端就无法确定服务端接是否收到了连接请求，当然也就不能确定是否连接成功。

两次握手的情况：

既然一次客户端接收不到服务端的回应，那就连接两次，接收到回应就说明服务端接收到了连接请求，可以连理连接了。结果并不是这样。
如果客户端想建立连接，给服务端发了一个连接请求（SYN），但是由于网络中种种情况，导致没有及时到达服务端，这就导致客户端在很长一段时间中没有收到回复消息（ACK），这时客户端又给服务端发送一个SYN，这次的发送和接收的很顺利，很快就收到了ACK，但是这时之前的SYN终于到了服务端，服务端规规矩矩的为这个SYN申请资源，然后返回ACK。由于之前的SYN已经失效了，所以客户端也不会去理会这个ACK，但是傻乎乎的服务端并不知道这个SYN已经失效了，一直为他委会着资源，这就造成了资源的浪费。

三次握手的情况：

一发一收的两次握手既然不行，那么三次握手就可以了吗？接着往下看。
在两次握手中服务端不知道当前这个SYN是不是有效的，三次握手就很好的解决了这个问题，第三次握手就是客户端给服务端回复第二次握手，这也就是说服务端会等第三次握手的到来，如果第三次握手迟迟不来，服务端就可以识别这个SYN是无效的，就会将他的资源释放了。还有一种情况就是第三次握手由于网络中的种种原因失败了，这时候客户端认为自己已经连接好了，就会给服务端发送数据，服务端由于没有收到第三次握手，就会以RST包对客户端响应，收到RST的的客户端就知道第三次握手没有成功，就会重新连接。在谢希仁著《计算机网络》第四版中讲“三次握手”的目的是“为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了服务端，因而产生错误”。

四次握手和两次握手的情况一样，五次握手和三次握手的情况一样，以此类推，奇数次握手的情况与三次握手相同，同理偶数次握手与两次握手一样，所以为了更快的连接，就使用三次握手最合适。

每次握手失败对应的措施：

第一次握手失败：

如果第一次的SYN传输失败，两端都不会申请资源。如果一段时间后之前的SYN发送成功了，这时客户端只会接收他最后发送的SYN的SYN+ACK回应，其他的一概忽略，服务端也是如此，会将之前多申请的资源释放了。

第二次握手失败：

如果服务端发送的SYN+ACK传输失败，客户端由于没有收到这条响应，不会申请资源，虽然服务端申请了资源，但是迟迟收不到来自客户端的ACK，也会将该资源释放。

第三次握手失败:

如果第三次握手的ACK传输失败，导致服务端迟迟没有收到ACK，就会释放资源，这时候客户端认为自己已经连接好了，就会给服务端发送数据，服务端由于没有收到第三次握手，就会以RST包对客户端响应。但是实际上服务端会因为没有收到客户端的ACK多次发送SYN+ACK，次数是可以设置的，如果最后还是没有收到客户端的ACK，则释放资源。

这是我自己理解，有什么不合适的地方，欢迎各位大佬批评指正。