学习笔记(九)网络三次握手 指的是什么?

网络三次握手(Three-Way Handshake)是指在 TCP/IP 协议 中,客户端与服务器建立连接时所进行的三个步骤。三次握手的目的是为了确保客户端和服务器之间的通信通道是可靠的,同时双方都可以确认彼此的存在,并且能够开始安全地传输数据。下面详细解释三次握手的过程:

1. 第一次握手:客户端发送 SYN 请求

  • 客户端向服务器发送一个 SYN(同步)请求报文段,表示客户端希望与服务器建立连接。

  • 这个 SYN 报文段中包含一个初始的序列号,表示客户端准备开始通信。

  • 该报文段的作用是告知服务器:“你好,我想与你建立连接。”

    客户端 发送:

    SYN, seq = X

2. 第二次握手:服务器回应 SYN-ACK

  • 服务器接收到客户端的 SYN 请求后,服务器会回复一个 SYN-ACK(同步-确认)报文段,表示服务器同意建立连接,并且已经接收到客户端的请求。

  • 这个 SYN-ACK 报文段中包含两个信息:

    • 一个 SYN,表示服务器同意建立连接。
    • 一个 ACK,表示确认接收到客户端的请求,并且回复一个新的序列号。

    服务器 发送:

    SYN, ACK, seq = Y, ack = X + 1

3. 第三次握手:客户端确认 ACK

  • 客户端收到服务器的 SYN-ACK 报文后,会再发送一个 ACK(确认)报文段给服务器,表示客户端已经收到服务器的回复,并且确认建立连接。

  • 客户端会将自己期望的下一个序列号发送给服务器,完成最后一次确认。

    客户端 发送:

    ACK, ack = Y + 1, seq = X + 1

完成三次握手后,客户端和服务器之间建立起了可靠的 TCP 连接,双方可以开始数据通信。


总结三次握手的过程:

  1. 客户端服务器 发送 SYN 请求。
  2. 服务器 回复 SYN-ACK 确认。
  3. 客户端 发送 ACK 确认服务器。

三次握手确保了客户端和服务器之间的连接是可靠的。它可以验证客户端和服务器都准备好进行通信,并且能够确认双方能够正常传输数据。

之所以在 TCP 连接建立过程中需要 三次握手(Three-Way Handshake),而不是 二次握手,是为了确保 可靠性数据的完整性。三次握手的过程能够确保客户端和服务器双方都准备好接收和发送数据,并且能够同步各自的初始序列号。下面解释一下为什么不能只用 二次握手

1. 第一次握手(客户端发送 SYN 请求)

  • 客户端希望与服务器建立连接,并向服务器发送一个 SYN 请求,这个请求包含一个初始的序列号。
  • 服务器可以收到这个请求,但在此时,客户端并不能知道服务器是否成功接收到了请求。
  • 第一次握手 只是让服务器知道客户端想连接,但并没有确认服务器准备好了接收数据。

2. 第二次握手(服务器发送 SYN-ACK)

  • 服务器接收到客户端的 SYN 请求后,服务器回复一个 SYN-ACK 报文,确认收到客户端的请求,并发送一个确认号给客户端,表示服务器同意建立连接。
  • 第二次握手 中,服务器实际上也同步了自己的初始序列号,并表示准备好与客户端建立连接。
  • 然而,此时客户端还不能确认自己与服务器之间的连接是否真正建立。假设服务器已经准备好接收数据,但如果客户端没有收到服务器的确认,客户端就无法得知服务器的状态。

3. 第三次握手(客户端发送 ACK 确认)

  • 客户端收到服务器的 SYN-ACK 后,才会发送 ACK 确认给服务器,表示客户端也已准备好接收数据,并且确认服务器已经准备好。
  • 只有在这一步,客户端和服务器才能确保双方都成功建立了连接,并且能够开始数据传输。

为什么不能只用 二次握手

如果只进行了 二次握手,问题在于我们无法保证客户端与服务器都能正确同步和确认连接的状态。具体来说:

  1. 服务器未确认客户端:如果只有 客户端发送 SYN 请求服务器发送 SYN-ACK,客户端无法确认服务器是否准备好接收数据,也无法确保服务器成功接收到客户端的初始序列号。

  2. 客户端无法确认自己发送的请求是否到达服务器:如果只有两次握手,客户端无法确定自己的连接请求是否被服务器成功接收。如果请求丢失,客户端没有办法重新发送请求,也无法知道是否需要重试。

  3. 防止重复连接请求:第三次握手的 ACK 确认能够防止由于网络延迟或丢包导致的重复连接请求。如果只用二次握手,可能会导致误以为连接已经建立的情况,而实际上连接并未真正建立。

总结:

三次握手的 第三步(客户端确认)是至关重要的。它确保了:

  • 客户端和服务器都准备好进行数据交换。
  • 双方的序列号能够正确同步,避免后续数据传输时出现问题。
  • 避免由于丢包或网络延迟导致的连接错误。

二次握手 不足以确保连接的可靠性,可能导致数据丢失、重复请求或不稳定的连接。因此,三次握手是 TCP 连接建立的标准过程,保证了通信的安全和可靠。

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