TCP 三次握手过程详解

一、TCP握手基础概念

1.1 什么是TCP握手

TCP三次握手是传输控制协议(Transmission Control Protocol)在建立连接时的标准过程，目的是确保通信双方具备可靠的双向通信能力。

关键结论：三次握手的本质是通过序列号同步和能力协商建立可靠的逻辑连接。

1.2 握手必要性

• 解决网络延迟导致的重复分组问题
• 确认双方的发送/接收能力正常
• 协商初始序列号(Sequence Number)
• 避免历史连接造成的资源浪费

二、三次握手详细过程

2.1 第一次握手（SYN）

客户端发送：

• SYN=1（同步标志位）
• 随机生成初始序列号（seq=x）
• 不携带应用层数据

Client -> Server: [SYN] Seq=x

2.2 第二次握手（SYN-ACK）

服务器响应：

• SYN=1 + ACK=1
• 确认号ack=x+1
• 随机生成服务端序列号seq=y

Server -> Client: [SYN, ACK] Seq=y, Ack=x+1

2.3 第三次握手（ACK）

客户端确认：

• ACK=1
• seq=x+1
• ack=y+1
• 可开始携带应用层数据

Client -> Server: [ACK] Seq=x+1, Ack=y+1

关键结论：第三次握手解决了"延迟的SYN包"可能导致的连接冲突问题。

三、技术深度解析

3.1 序列号机制

• 初始序列号(ISN)采用基于时钟的随机算法
• 32位循环序列号空间处理序列号回绕
• 严格递增机制防止报文重放攻击

3.2 状态机变迁