- 這是老楊寫的第114篇文章 | 預計閱讀6min -
TCP到底是個啥，又為啥要握手，怎麼握手幾次都還要管，還只能固定握手呢？
哎呀，管好多啊，怎麼肥事……
今天老楊給你重新梳理一遍，適合小白閱讀，轉發收藏一波先
到底啥是TCP？
TCP的中文名叫做傳輸控制協議，是供已經連接網際網路的計算機進行通信的通信協議。
計算機通信協議是對那些計算機必須遵守以便彼此通信的的規則的描述。TCP是網際網路協議之一，也是主要的協議之一。
為啥？
因為它起源於最初的網絡實施，在網絡實施中，它對網際網路協議起到了重要的補充作用。因此，整個套件通常被人稱呼為TCP/IP。
TCP/IP 定義了電子設備（比如計算機）如何連入網際網路，以及數據如何在它們之間傳輸的標準。
TCP主要是給在用IP網絡通信的主機上運行的應用程式之間，提供一種可靠、有序且經過錯誤檢查的八位字節流傳遞。全球資訊網、文件傳輸、遠程管理等主要網際網路應用都依賴於TCP。
如果是那種不需要靠數據流服務的應用程式，就可以使用UDP（用戶數據報協議），它和TCP（傳輸控制協議）不同，前者強調降低延遲，後者強調可靠有序。
再說一點：TCP負責發現傳輸的問題，一有問題就發出信號，要求重新傳輸，直到所有數據安全正確地傳輸到目的地。而IP則是給網際網路的每一臺電腦規定一個地址。
有小白看到這裡會問，那為啥計算機裡一定要用到「xx協議」來傳輸信息呢？
因為單一的計算機並沒有辦法為人類發揮出最大的效用，只有把一臺又一臺的電腦連接起來，才能發揮出我們現在的功效。
這個連接不僅僅是單純的網絡連接，連起來也並不是簡單的用電線把你的心和我的心串一串就可以解決的，那咋整？
我舉個例子啊：
每個電腦都運行著不同的作業系統，來給你提供對應的服務，對吧？
那麼，電腦基於不同的系統，它們對於同個信息的表達是完全不一樣的，就想美國人說Good Morning，日本人說哦害喲，我說早啊大兄弟。
那語言不通，不能友好交流，就得想個辦法，我們一起制定一個共通的規則來進行交流就行了嘛。
於是TCP/IP這樣的協議就出現了。
計算機因為有了這類型的很多協議，就像人類學了多門外語一樣，就終於可以和其他的計算機終端放飛自我的交流了。
TCP是啥時候出現的？
講到TCP的誕生，就要回顧到1974年的那個夏天。
卡恩描述了一種使用網絡節點間分組交換來共享資源的網際網路協議，這就是TCP/IP的雛形。
1974年的那個冬天，卡恩和瑟夫的第一份tcp協議詳細說明正式發表。
當時，他們做了一個試驗，將信息包通過點對點的衛星網絡，通過陸地電纜，再通過衛星網絡，然後由地面傳輸，貫串歐洲和美國，經過各種電腦系統，全程9.4萬公裡，竟然沒有丟失一個數據位！
這樣的遠距離可靠數據傳輸，證明了TCP/IP協議的成功。
1983年元旦，運行了比較長時間的、曾被人們習慣了的NCP被停止使用，從此以後，TCP/IP協議就成了網際網路上所有主機間的共同協議，被作為一種必須遵守的規則被肯定和應用。
TCP的「三次握手」是什麼意思？
介紹完了TCP到底是個啥，現在我們來講講，TCP這個「握手」是怎麼個回事兒。
「握手」你可以理解為是TCP發功時所需要的儀式。
因為TCP常常用來發送大批量的數據，所以，為了提供可靠的的傳送服務，TCP在發送數據之前，都需要用一種特定的順序將數據包編號，並將這些數據包傳送給目標，再確認消息。當對應的程序收到數據後，確認收到也需要用到TCP。
其實呢，三次握手就是為了對每次發送的數據量進行跟蹤與協商，確保數據段的發送和接收同步，根據所接收到的數據量而確認數據發送、接收完畢後何時撤消聯繫，並建立虛連接。
那說了半天，到底握手是怎麼握？
Step 1
TCP客戶端準備發送一個syn段，用來指明客戶打算連結的伺服器埠以及isn（初始序號）。那麼這個syn就被稱為「報文段1」。
Step 2
那麼，接下來，TCP服務端就會發回包含TCP服務端isn的syn段（即報文段2）作為回應。與此同時，TCP服務端會將確認序號設置為TCP客戶端的isn+1，以對TCP客戶端的s y n報文段進行確認。
Step 3
最後，TCP客戶端也必須將確認的序號設置為TCP服務端的isn+1，作為對TCP服務端syn報文段的確認（即報文段3）這三個報文段就代表了連接的建立，而這個過程，就是TCP的三次握手（three-wayhandshake）。
TCP 為什麼是三次握手
而不是兩次或四次？
當有人談論這個問題的時候，實則是在談論：
當 TCP 服務端發送連接請求確認報文段之後，當 TCP 客戶端收到這個報文，其實就算建立連接了，這個時候直接發送數據不就行了，為什麼還要再次發送一個 TCP 普通確認報文段呢？這就這個問題的「真實翻譯」。
我們從兩個角度來解釋一下：
01 過程論證
我們就把這個過程簡單點說吧，別整的那麼複雜。
我們假設一下，如果只握手兩次，會是什麼情況？
假設，客戶端發送的第一個連接請求沒有成功，那服務端就沒辦法收到這個報文段，對吧？
你如果給女朋友發微信沒發出去，肯定會再發一次啊。那客戶端也是這麼想的啊，它準備重新發送連接+請求報文段，那，伺服器這下可算收到這個報文段了，進入連接建立好了狀態。
客戶端這個時候，也進入了連接，建立狀態，可以進行數據傳輸了對吧？
但是呢，第一次的請求報文發送失敗了，它悄咪咪的開始了超時重傳，但客戶端和服務端都早已建立好了連結，這個時候就導致TCP的服務端白白等待，浪費大量資源。
所以兩次握手性價比不高，穩定性不足。
再簡單一點舉個例子：小明給小紅髮消息，小紅呢，收到小明消息後，回了個消息。
那麼證明了一點，就是小明發送能力沒有問題，小紅接收能力也沒有問題。
那如果小明不回了，那小明到底看到沒看到消息就無法判斷了，小紅就會想：到底是啥原因他不回我消息啊？我做錯了啥啊？
所以啊，小明如果在再發一次消息給小紅的話，就確認了小明其實看到了小紅的消息，也確認了小明的接收能力是正常的。
同時，小紅也的確真的給小明發了消息，所以他才會回復，所以小紅的發送能力也是正常的。
這就是TCP非要握手三次不可的原因。
02 他人論證
還不懂得的，可以圍觀一下謝希仁版的《計算機網絡》，它全面介紹了計算機網絡的發展和原理體系結構、物理層、數據鏈路層等內容，應該沒有沒看過的IT人吧？
書裡說過，TCP的握手，其實是為了保證雙方互相明確對方收發能力的最低值。兩次太少，四次太多，三次正正好。
而且啊，其實不論握手多少次都不能確認一條信道是「可靠」的，但通過3次握手可以至少確認它是「可用」的，再往上加握手次數，其實就不過是提高「它是可用的」這個結論的可信程度。
而且嚴格來說，三次握手其實是雙方各握手一次，然後各確認一次，其中，一次握手+確認是合併在一起的，這才是「三次」的由來。
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我是老楊，一個從事網工行業8年的中年吃貨。關注我，和你每天聊幾句關於網工的那些事兒。
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