TCP连接的建立学习记录二

作者: 梧叶已秋声 | 来源:发表于2020-11-06 15:38 被阅读0次

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TCP协议设计的目的
TCP是一种传输控制协议，目的是使数据的传输变得可靠。
那么要如何设计一个能可靠传输数据的协议？
TCP使用的方法是简单地“尝试重新发送”，直到信息最终被接收。这种方法，称为自动重复请求（Automatic Repeat Request，ARQ）。

ARQ构成了许多通信协议的基础,包括TCP在内。

一个直接处理分组丢失的方法是重发分组 直到它被正确接收。
这需要一种方法来判断2点：
1.接收方是否已收到分组
2.接收方接收到的分组是否与之前发送方发送的一样。

接收方 给 发送方 发送信号，确定自己已经收到一个分组，这种方法称为确认（acknowledgment），或ACK。

最基本的形式是，发送方发送一个分组，然后等待一个ACK。当接收方接收到这个分组时，它发送对应的ACK。

也就是说发送方是使用ACK来判断接收方是否接收正确接收到分组。

目前为止的信息是ARQ+ACK，即重传和确认两种方法，来保证分组被接收方正确接收。

但是使用这种重发机制的情况下，会导致接收方可能接收到重复的分组，因此TCP中引入了序列号sequence number来处理这个问题。如果序列号重复了，即接收方已经见过了某一序列号，那么接收方就丢弃分组。

三次握手的目的不仅在于让通信双方了解一个连接正在建立,还在于利用数据包的选项来承载特殊的信息,交换初始序列号(Initial Sequence Number, ISN)。

这句话非常关键，3次握手的目的是交换初始序列号。

计算机网络第七版

当A向B发送包含初始序列号x的SYN报文段后，B回应一个ack值为x+1的报文段。这2步完成了A向B发送初始序列号x的功能。

A向B发送初始序列号
然后接下来需要B向A发送初始序列号y。

image.png
③和④完成了B向A发送初始序列号y的功能。这四步，完成了A和B交换初始序列号x和y的功能。
②和③合起来一起发送，就变成了SYN,ACK,seq = y，ack = x +1
当然这里不考虑握手过程中丢包的情况，那个更复杂，还要重传。

因此关于为什么TCP的连接是3次握手，我觉得这个回答总结的很好，表达也十分清晰。当然前提是对ACK,seq等概念有一定的了解。

出处：作者：苏小乐
链接：https://www.zhihu.com/question/24853633/answer/632071336
TCP 的可靠连接是靠 seq（ sequence numbers 序列号）来达成的。
所以说，建立可靠连接，需要对客户端和服务器的起始序列号达成共识。
TCP建立链接的过程如下：

image.png
为什么不能两次握手？| 两次握手演绎
第一步：客户端发送一个起始序列号seq = x的报文段给服务器。
第二步：服务器端返回向客户端发送确认号 ack = x+1，表示对客户端的起始序列号x 表示确认，并告诉客户端，他的起始序列号是 seq = y.所以，为什么不能两次握手？因为这种情况下，只有服务器对客户端的起始序列号做了确认，但客户端却没有对服务器的起始序列号做确认，不能保证传输的可靠性。
为什么不是四次握手？| 四次握手演绎
第一步：客户端A 发送同步信号SYN + A的初始序列号 seq = x
第二步：服务器端B 确认收到A的同步信号，并记录A的初试序列号到本地，并向A发送确认信息 ack =x+1。第三步：B发送同步信号SYN + B的初始序列号 seq 给客户端A。
第四步：A确认收到B的同步信号，并记录 B'的初试序列号到本地，并向B发送确认信息 ack = y + 1.很显然，第二，三步可以合并，只需要三次握手，可以提高连接的速度与效率。
TCP链接之所以可靠，是因为其链接是面向字节的。在通信的过程中，协议会给每个字节一个序分配一个序号。三步握手的过程，主要是为了互相确认双方的起始序列号。如果只进行两次握手，客户端发送链接请求及起始序列号seq = x, 收到服务器端的起始序列号seq = y及对客户端序列号seq= x 的确认。此时，双方就客户端的起始序列号达成了共识。此时，并没有对服务器的起始序列号达成共识，所以就需要进行第三次握手。对B的起始序列号达成共识，不能保证通信的可靠。如果进行四次握手，在四次握手的过程中，可以把第二、三步合并，这样可以提高连接的速度与效率。