为什么需要第三次握手？

TCP三次握手是建立可靠网络连接的关键步骤，第三次握手（客户端发送ACK确认）的存在主要有以下原因：

1. 防止历史重复连接导致的资源浪费

• 场景：若客户端发送的旧SYN报文（因网络延迟滞留）到达服务器，服务器会误认为是新连接请求，返回SYN-ACK并分配资源。

• 问题：若仅有两次握手，服务器直接进入连接状态，但客户端可能已放弃该请求，导致服务器资源被长期占用（如内存、端口）。

• 解决：第三次ACK确认让客户端有机会判断连接请求是否过时。若客户端已发起新连接，会忽略旧SYN触发的SYN-ACK，避免服务器无效等待。

2. 确保双方收发能力与序列号同步

• 第一次握手：客户端发送SYN（携带自身初始序列号），证明客户端发送能力正常。

• 第二次握手：服务器回复SYN-ACK（确认客户端序列号+1，并携带自身序列号），证明服务器收发能力正常。

• 第三次握手：客户端发送ACK（确认服务器序列号+1），最终验证客户端接收能力正常。只有三次握手后，双方均确认彼此的收发能力与序列号同步，避免数据错乱。

3. 避免资源被半连接占用

• 若只有两次握手，服务器在发送SYN-ACK后立即进入连接状态。若客户端不响应，服务器需等待超时才能释放资源，易受SYN洪泛攻击（恶意发送大量SYN但不回复ACK）。

• 三次握手迫使服务器在收到第三次ACK后才分配全量资源（如连接队列），结合SYN Cookie等机制，可有效缓解此类攻击。

示例：两次握手的风险

假设客户端发送SYN（序列号=100）建立连接，但该报文滞留。客户端超时重传新SYN（序列号=200），正常完成通信后，旧SYN到达服务器：

• 两次握手：服务器响应SYN-ACK（确认号=101）并直接进入连接状态，等待客户端发送数据。但客户端早已使用新序列号通信，导致服务器持续等待无效数据，浪费资源。

• 三次握手：服务器发送SYN-ACK后，需等待客户端的ACK（确认号=101）。客户端发现确认号不匹配（当前序列号=200），会发送RST重置连接，服务器及时释放资源。

总结

第三次握手通过客户端对服务器序列号的最终确认，确保：

1. 双方收发能力可靠；

2. 初始序列号同步；

3. 历史连接请求不会误占资源；

4. 抵御部分拒绝服务攻击。

这是TCP实现可靠传输、避免资源浪费与数据混乱的核心设计。