TCP传输连接--建立连接阶段（TCP三次握手）

一、TCP相关概念：

二、TCP连接建立过程中要解决的问题：

三、TCP三次握手的过程：

四、可以两报文握手建立连接

五、总结：

一、TCP相关概念：

1.TCP是面向连接的协议。

2.TCP是基于传输连接（不是物理连接，是逻辑上的连接）来传送TCP报文段。

TCP运输连接的建立和释放是每一次面向连接的通信中必不可少的过程。

3.TCP运输链接有三个阶段：

（1）建立连接（三次握手）。

（2）数据传送。

（3）释放连接(四次挥手)。

4.TCP的运输连接管理就是使运输连接的建立和释放都能正常地进行。

二、TCP连接建立过程中要解决的问题：

1.要使TCP双方能够确知对方的存在。

2.要允许TCP双方协商一些参数(如：最大窗口值、是否使用窗口扩大选项和时间戳选项以及服务质量等)；

3.能够对运输实体资源（如缓存大小、连接表中的项目等）进行分配。

三、TCP三次握手的过程：

这里有两台主机，他们要基于TCP进行通信，主机A中的某个应用进程主动发起连接建立，建立称为TCP客户。而主机B中被动等待的应用进程称为TCP服务器。，我们将TCP建立连接的过程比喻为握手，需要在TCP客户和服务器之间交换三个TCP报文段。

最初两端的TCP进程都处于关闭状态，一开始主机B的服务器进程首先创建传输控制块，用来存储TCP连接中的一些重要信息：例如TCP连接表、指向发送和接受缓存的指针、指向重传队列的指针等。之后就准备接受TCP客户进程的连接请求，此时TCP服务器进程就要进入监听状态，等待TCP客户进程的连接请求，TCP服务器进程是被动等待来自TCP客户进程的连接请求，而不是主动发送，因此成为被动打开连接

主机A中的TCP客户进程也是首先创建传输块，然后再打算建立TCP连接时向主机B发送TCP连接请求报文段并进入同步已发送状态，TCP连接请求报文段首部中的同步位SYN被设置为1，表明这是一个TCP连接请求报文段，seq字段被设置为x作为TCP客户进程可选择的初始序号。（TCP规定SYN被设置为1的报文段不能写携带数据，但要消耗掉一个序号）。

由于TCP连接，建立是由TCP客户进程主动发起的，因此称为主动打开连接。

主机B中的服务器进程收到TCP链接请求报文段后如果同意建立连接，向主机A的TCP客户进程发送TCP连接请求确认报文段，并进入同步已接收状态。TCP确认请求报文段中的首部位SYN = 1确认位ACK=1表明这是一个TCP连接请求确认报文段。seq（序号）字段被设置为y作为TCP服务器进程所选的初始序号，确认字段ack被设置为x+1(这是对TCP连接请求所选序号字段（seq=x）的确认)。

主机A中的TCP客户端发送一个普通的TCP确认报文段，并进入连接已建立状态，TCP确认报文段的ACK=1（表明这是一个普通的TCP确认报文段），序号seq字段被设置为x+1(由于第一个发送的序号为x且不携带数据，第二个报文段的序号为x+1)，确认号ack字段被设置为y+1 (这是对TCP服务器进程序号的确认)。

主机B的服务器进程收到改TCP报文段后，也进入连接已建立状态，现在TCP双方都进入连接已建立状态，他们可以进行数据的传输。

四、可以两报文握手建立连接吗？

不可以。

原因：

主机A 中的TCP客户进程发出一个TCP连接请求报文段，但该报文段在某些网络节点滞留了，这必然会造成该报文段的超时重传。

假设超时重传的TCP报文段到达TCP服务器端，TCP服务器端给TCP客户端发送一个TCP连接请求确认报文段，并进入连接已建立状态，因为我们此时是两次握手所以TCP服务器端直接进入TCP连接请求已建立状态。

TCP客户进程收到TCP服务器端的TCP连接请求确认报文段后，也处于连接已建立状态，不会给TCP服务器端发送TCP确认报文段。他们之间已建立连接状态可以传输数据，之后通过四报文挥手释放连接。

他们双方都进入关闭状态，之后TCP服务器端进入监听状态，准备接受客户进程的连接请求，而TCP客户进程将一直处于关闭状态（除非应用进程通知它需要进行新的进程连接）。

而此时失效的应用进程到达了主机B，TCP服务器进程会误认为这是TCP客户端重新发送的请求，于是给TCP客户端请求发送TCP连接请求报文段（并处于连接已建立状态）。该主机的TCP连接请求报文段到达主机A，由于主机A处于关闭状态并没有发起TCP连接，因此不理睬该报文段，依然处于关闭状态。而此时主机B的资源就会浪费。

五、TCP三次握手总结：

1、第一次握手：TCP客户端和TCP服务器端都处于关闭状态。客户端向服务器端发送一个TCP请求连接，将同步位SYN设置为1，随机产生一个seq(序号)值为x，并将此报文段发送给客户端，自己处于同步位已发送状态。

2、第二次握手：TCP服务器端接受TCP客户端发送的请求连接，并发送一个SYN为1，ACK为1，seq（序号）为y，ack为x+1的TCP请求确认，此时自己处于同步已接收状态。

3、第三次握手：主机A中的TCP客户端发送一个普通的TCP确认报文段，并进入连接已建立状态，TCP确认报文段的ACK=1（表明这是一个普通的TCP确认报文段），序号seq字段被设置为x+1(由于第一个发送的序号为x且不携带数据，第二个报文段的序号为x+1)，确认号ack字段被设置为y+1 (这是对TCP服务器进程序号的确认)。

注：视频资料参考《湖科大教书匠》。