tcp建立连接为什么需要三次握手

这是一个看似很“简单”的问题，但貌似并没有一个官方统一的答案。搜索了相关的资料，列举出一些答案。

以下部分转载自：tcp建立连接为什么需要三次握手

在《计算机网络》一书中其中有提到，三次握手的目的是“为了防止已经失效的连接请求报文段突然又传到服务端，因而产生错误”，这种情况是：一端(client)A发出去的第一个连接请求报文并没有丢失，而是因为某些未知的原因在某个网络节点上发生滞留，导致延迟到连接释放以后的某个时间才到达另一端(server)B。本来这是一个早已失效的报文段，但是B收到此失效的报文之后，会误认为是A再次发出的一个新的连接请求，于是B端就向A又发出确认报文，表示同意建立连接。如果不采用“三次握手”，那么只要B端发出确认报文就会认为新的连接已经建立了，但是A端并没有发出建立连接的请求，因此不会去向B端发送数据，B端没有收到数据就会一直等待，这样B端就会白白浪费掉很多资源。如果采用“三次握手”的话就不会出现这种情况，B端收到一个过时失效的报文段之后，向A端发出确认，此时A并没有要求建立连接，所以就不会向B端发送确认，这个时候B端也能够知道连接没有建立。（知乎上对上面的解释的评论：这个解答不是问题的本质，这个课本很多知识比较片面。问题的核心在于保证信道数据传输的可靠性，避免资源浪费仅仅是一个小的弱原因，不重要。）
问题的本质是，信道是不可靠的，但是我们要建立可靠的连接发送可靠的数据，也就是数据传输是需要可靠的。在这个时候三次握手是一个理论上的最小值，并不是说是tcp协议要求的，而是为了满足在不可靠的信道上传输可靠的数据所要求的。

我们再来考虑，如果不是三次握手会出现什么情况呢：

假设有A和B两端要进行通信，
1, 第一次：首先A发送一个(SYN)到B，意思是A要和B建立连接进行通信；

如果是只有一次握手的话，这样肯定是不行的，A压根都不知道B是不是收到了这个请求。
2, 第二次：B收到A要建立连接的请求之后，发送一个确认(SYN+ACK)给A，意思是收到A的消息了，B这里也是通的，表示可以建立连接；

如果只有两次通信的话，这时候B不确定A是否收到了确认消息，有可能这个确认消息由于某些原因丢了。
3, 第三次：A如果收到了B的确认消息之后，再发出一个确认(ACK)消息，意思是告诉B，这边是通的，然后A和B就可以建立连接相互通信了；

这个时候经过了三次握手，A和B双方确认了两边都是通的，可以相互通信了，已经可以建立一个可靠的连接，并且可以相互发送数据。
4, 第四次：这个时候已经不需要B再发送一个确认消息了，两边已经通过前三次建立了一个可靠的连接，如果再发送第四次确认消息的话，就浪费资源了。

如果第二个报文段B发出的(SYN+ACK)分别发送的话，也是可以理解为四次，但是被优化了，一起发送了。
超时重传机制，

(1) 如果第一个包，A发送给B请求建立连接的报文(SYN)如果丢掉了，A会周期性的超时重传，直到B发出确认(SYN+ACK)；
(2) 如果第二个包，B发送给A的确认报文(SYN+ACK)如果丢掉了，B会周期性的超时重传，直到A发出确认(ACK)；
(3) 如果第三个包，A发送给B的确认报文(ACK)如果丢掉了，

A在发送完确认报文之后，单方面会进入ESTABLISHED的状态，B还是SYN_RCVD状态
如果此时双方都没有数据需要发送，B会周期性的超时发送(SYN+ACK)，直到收到A的确认报文(ACK)，此时B也进入ESTABLISHED状态，双方可以发送数据；
如果A有数据发送，A发送的是(ACK+DATA)，B会在收到这个数据包的时候自动切换到ESTABLISHED状态，并接受数据(DATA)；
如果这个时候B要发送数据，B是发送不了数据的，会周期性的超时重传(SYN+ACK)直到收到A的确认(ACK)B才能发送数据。
三次握手牵扯到的状态转换

LISTEN 表示socket已经处于listen状态了，可以建立连接；
SYN_SENT 表示socket在发出connect连接的时候，会首先发送SYN报文，然后等待另一端发送的确认报文(ACK)，表示这端已经发送完SYN报文了；
SYN_RCVD 表示一端已经接收到SYN报文了；
ESTABLISHED 表示已经建立连接了，可以发送数据了。

作者：朋克雪球兔
链接：https://www.zhihu.com/question/24853633/answer/200721662
来源：知乎
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看了很多答案，只有一个答案提到“两军问题”，其他的答案，长篇累牍或者抖机灵感觉都没回答到点子上。其实两次四次四十次，在工程上都是可以接受的。如果让我设计一个非常重要，对可靠性要求很高的通讯协议，我也完全可能采用更多次握手的设计。亦或者涉及对实时性要求很高的通讯，也完全可以设计成不握手（udp）的协议。TCP之所以使用三次握手，完全是一种为了解决“两军问题”所采用的折衷的设计。所谓“两军问题”，就是红军想告诉蓝军明天下午一起对敌开火，那么红军会派信使1号跑过去告诉蓝军，蓝军收到消息再派信使2号告诉红军收到，注意，这时蓝军并不知道红军是否收到蓝军的回复。因此需要红军收到回复再派信使3号告诉蓝军收到回复，而此时红军也不知道蓝军是否收到回复，因此蓝军收到信使3号的消息再派信使4号…可以看到，由于信息有可能丢失，为了保证信息传达的确定性，我们需要进行很多次传递。互相通信的次数越多，那么这个信息传递到的概率就越大。tcp采用三次握手，就是为了尽可能可靠，然而，这也仅是一种选择。

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