计算机网络：TCP协议建立连接的过程为什么是三次握手而不是两次?【对于网上的两种说法我的思考】

网上关于这个问题吵得很凶，但是仔细看过之后我更偏向认为两种说的是一样的。

首先我们来看看 TCP 协议的三次握手过程

如上图所示：

解释一下里面的英文：

• 里面起到作用的一些标志位就是TCP报文首部里的内容，ACK确认标志位，SYN同步标志位，ack确认号；
• 两端的状态CLOSED 就是连接关闭状态，LISTEN状态就是监听状态，SYN-SENT就是同步已发送状态，SYN-RCVD就是同步已接受状态，ESTABLISHED就是连接已建立状态。

三报文挥手的过程如下：

1. 客户端发送连接请求：头部SYN=1，表明这是一个TCP连接请求报文段，序号seq有一个初始值，作为TCP客户进程选择的初始序号。（SYN=1的报文是不能携带数据的）
2. 服务器发送针对收到的连接请求的确认：头部SYN=1，确认位ACK=1，表明是一个TCP请求确认报文段，seq设定初值y，作为服务器进程选择的初始序号，确认号字段ack=x+1，是对刚才客户端的x的确认（不能携带数据）
3. 客户端发送针对请求确认的确认：发送一个普通的TCP确认报文段，进入连接已建立状态。这个报文的ACK设为1，表明是一个TCP确认报文段，seq=x+1是继续发送的序号，确认号字段ack=y+1是对上一个发出去的y的后续。

随后，服务器收到了客户端的3，那么就开始进入已建立状态，通信开始了。

简单来说，三个报文分别是，请求-请求确认-请求确认确认（禁止套娃）

一、教材版

原因一：主要是防止客户端发出的已经失效的连接请求报文段，又发送到了服务器，从而导致错误，白白浪费资源。

具体情况是，如果只有两报文握手：

1. C发请求，某些原因没到S；
2. C又发，到了S，这个时候因为没有三握手，两报文后，建立了正常通信，完了结束通信，两边连接都关闭了。
3. C的第一条请求到了S，S又给了回应，因为是两握手，S觉得只用等C发请求就可以了，S是established状态，结果C是closed，白白浪费服务器资源。

这种说法也来自于《计算机网络的课本》：

“已失效的连接请求报文段” 的产生在这样一种情况下：client 发出的第一个连接请求报文段并没有丢失，而是在某个网络结点长时间的滞留了，以致延误到连接释放以后的某个时间才到达 server。

本来这是一个早已失效的报文段。但 server 收到此失效的连接请求报文段后，就误认为是 client 再次发出的一个新的连接请求。于是就向 client 发出确认报文段，同意建立连接。

假设不采用 “三次握手”，那么只要 server 发出确认，新的连接就建立了。由于现在 client 并没有发出建立连接的请求，因此不会理睬 server 的确认，也不会向 server 发送数据。但 server 却以为新的运输连接已经建立，并一直等待 client 发来数据。这样，server 的很多资源就白白浪费掉了。

二、知乎及各论坛讨论的另一种

原因二：这种说法来自于对 RFC 的官方文档说法的解读。

因为TCP 设计中一个基本设定就是，通过TCP 连接发送的每一个包，都有一个sequence number。而因为每个包都是有序列号的，所以都能被确认收到这些包。确认机制是累计的，所以一个对sequence number X 的确认，意味着 X 序列号之前(不包括 X) 包都是被确认接收到的。

• 结合上面的报文握手的示意图，也就是说客户端发出的 seq=X，则 服务器对 X 的确认是 ack=X+1，就是这个意思。

TCP 协议不限制一个特定的连接（两端 socket 一样）被重复使用。所以如果一条连接突然断开重连后，TCP 怎么样识别之前旧链接重发的包？

——这就需要独一无二的 ISN（初始序列号）机制。那么这个机制具体实现利用了时钟blabla生成这个可以认为是独一无二的 ISN，那么例子就是：

1. A --> B SYN my sequence number is X
2. A <-- B ACK your sequence number is X
3. A <-- B SYN my sequence number is Y
4. A --> B ACK your sequence number is Y

其实对应到上面的三次握手示意图，也是一样的东西。最后得出结论：

A three way handshake is necessary because sequence numbers are not tied to a global clock in the network, and TCPs may have different mechanisms for picking the ISN's. The receiver of the first SYN has no way of knowing whether the segment was an old delayed one or not, unless it remembers the last sequence number used on the connection (which is not always possible), and so it must ask the sender to verify this SYN. The three way handshake and the advantages of a clock-driven scheme are discussed in [3].

第一句话翻译就是，因为 seq 这个东西，并不是和网络中的全局时钟绑定的，并且 TCP 协议实现这个初始序列号 ISN 的机制有很多种，所以三次握手是必须的。（?）

第二句话翻译就是，第一个接收方，假如我们说是服务器，没办法知道这个报文段是不是 old delayed ，除非记住上一次的seq，然而并不总是可能的，所以必须服务器发给发送端一个报文去判别这次的报文段。那我们结合上面的这个例子

1. A --> B SYN my sequence number is X
2. A <-- B ACK your sequence number is X
3. A <-- B SYN my sequence number is Y
4. A --> B ACK your sequence number is Y

这句话意思就是，服务器接收了，还要把发送确认过去，再让对方确认。

如果没有第三次握手，也就是说上面的四个步骤就只用省略为 1) 2）3)，连接直接建立成功。

发现点什么了吗……到这里的问题和谢希仁老师课本里所讲的那种情况其实是一样的啊，因为没有第三次握手的确认，导致连接成功了，而这种时候可能接收方收到的确实就是之前 old delayed 的报文……

所以，吵什么吵，今天我们之所以团聚在这里。。。。