为什么TCP是三次握手而不是两次或者四次,个人觉得关于握手次数问题可以从通信的可靠性和资源浪费,还有本质性的初始序列号去解释,但是资源的浪费并未涉及到问题的本质,所以资源方面只是弱相关的论据,可以借此由浅入深。
一、资源浪费观点:引自《计算机网络》释疑与习题解答 谢希仁
如果只有两次握手,当客户端的SYN请求连接在网络管道中阻塞,客户端没有接收到ACK报文,就会重新发送SYN,由于没有第三次握手,服务器不清楚客户端是否收到了自己发送的建立连接的ACK确认信号,所以每收到一个SYN就只能主动建立一个连接,这会造成什么情况呢?如果客户端的SYN阻塞了,重复发送多次SYN报文,那么服务器在收到请求后就会建立多个冗余的无效链接,造成不必要的资源浪费。
即两次握手会造成消息滞留情况下,服务器重复接受无用的连接请求SYN报文,而造成重复分配资源。
二、可靠性论断:
另外一种是,如果想确定双通道通畅,必须使用三个包的发送接收,也就是三次握手:
“这个问题的本质是, 信道不可靠, 但是通信双发需要就某个问题达成一致. 而要解决这个问题, 无论你在消息中包含什么信息, 三次通信是理论上的最小值. 所以三次握手不是TCP本身的要求, 而是为了满足"在不可靠信道上可靠地传输信息"这一需求所导致的. 请注意这里的本质需求,信道不可靠, 数据传输要可靠. 三次达到了, 那后面你想接着握手也好, 发数据也好, 跟进行可靠信息传输的需求就没关系了. 因此,如果信道是可靠的, 即无论什么时候发出消息, 对方一定能收到, 或者你不关心是否要保证对方收到你的消息, 那就能像UDP那样直接发送消息就可以了.”
三次是保证双方互相明确对方能收能发的最低值。理论上讲不论握手多少次都不能确认一条信道是“可靠”的,但通过3次握手可以至少确认它是“可用”的,再往上加握手次数不过是提高“它是可用的”这个结论的可信程度。
另外Tcp的可靠传输更多的是靠重传机制来保证的。
三、初始序列号
三次握手的本质是为了同步双方的初始序列号:
为了实现可靠数据传输, TCP 协议的通信双方, 都必须维护一个序列号, 以标识发送出去的数据包中, 哪些是已经被对方收到的。 三次握手的过程即是通信双方相互告知序列号起始值, 并确认对方已经收到了序列号起始值的必经步骤。如果只是两次握手, 至多只有连接发起方的起始序列号能被确认, 另一方选择的序列号则得不到确认。
TCP建立连接的握手,实质上就是建立一个双向的可靠通信连接,一边一个来回,每一边都自带超时重传来确保可靠性(而不是靠握手的次数)。TCP的3次握手是优化的结果,其实它应该是4次握手,由于是从零开始的建立连接,因此将SYN的ACK以及被动打开的SYN合并成了一个SYN-ACK。
握手的作用,旨在确定两个双向的初始序列号,TCP用序列号来编址传输的字节,由于是两个方向的连接,所以需要两个序列号,握手过程不传输任何字节,仅仅确定初始序列号。
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【引经据典】:知乎一个相当不错的贴子,百家争鸣,取其精华