“ 问烂的面试题，你真的能回答对吗？”
TCP 协议为什么握手是 三 次，不是两次也不是四次？下面请你带着这个问题，阅读这篇文章。
定义
首先看定义：
TCP（Transport Control Protocol）是一个面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议，提供 Host-To-Host 数据的可靠传输，支持全双工，是一个连接导向的协议。
定义就这么一句话,可能我写这里大家觉得和这个题目都没啥关系，书上到处都是这句话，但是这个定义牵扯到很多概念都需要我们了解： Host-To-Host 、连接、会话、双工/单工及可靠性。我们先介绍一下这些概念。
Host-To-Host：
这里的Host是一个抽象的概念，可以是手机、平板、电视等。收发数据的设备都是Host，所以双方是平等的
应用层自定义协议：
TCP 协议往上是应用到应用（Application-To-Application）的协议，也就是用户层协议，一般我们提供dll接口就会自己维护一套用户层协议，比如登录、下单、撤单、买入、卖出等对应的协议。每一个应用的用户层协议是不一样的，比如微信和淘宝，他们都属于TCP之上的应用层协议，都是独特自定义的。
连接：
连接是指在网络中两个或多个设备之间建立的通信路径。它是一个物理或逻辑的通信通道，允许数据在两个网络实体之间传输
设计上，连接是一种传输数据的行为。传输之前，建立一个连接。具体来说，数据收发双方的内存中都建立一个用于维护数据传输状态的对象，比如双方 IP 和端口是多少？现在发送了多少数据了？状态健康吗？传输速度如何？等。
连接是网络行为状态的记录。
连接是传输层的概念
会话 会话是指在两个网络实体之间进行的一系列交互。它通常是在一个连接上发生的一系列数据交换。 例如微信聊天，你要和女朋友聊天，你们创建一个聊天窗口，这个就是会话。你打字发送，开始传输数据，你和微信服务器间建立一个连接。如果你们聊一段时间不聊了，但是这个聊天窗口没删除，此时连接可能断开，但是会话还在。 会话是应用层的概念
双工/单工问题 在任何一个时刻，如果数据只能单向发送，就是单工，所以单工需要至少一条线路。 如果在某个时刻数据可以向一个方向传输，也可以向另一个方向反方向传输，而且交替进行，叫做半双工。半双工需要至少 1 条线路。如果任何时刻数据都可以双向收发，这就是全双工 TCP 是一个全双工协议，数据任何时候都可以双向传输。这就意味着客户端和服务端可以平等地发送、接收信息。正因为如此，客户端和服务端在 TCP 协议中有一个平等的名词 Host-To-Host
对于这些涉及到的概念有了基本了解，下面我们先看看为什么不能是二次握手？
为什么不是二次握手？
为什么不能是二次握手？
第一：为了防止无用连接的建立
如果是两次握手，那么在客户端发送SYN之后，服务端收到SYN之后回复了ACK后，服务端连接的状态就要变为Esatblished。如果由于某些原因(网络或者程序崩溃等)客户端没有收到ACK，那么这个连接会一直在服务端，是一个无用的连接，浪费了资源。
而且,如果客户端因为网络延迟收不到ACK，一直重发SYN，服务端每收到一个SYN就只能先主动建立一个连接，将会造成很多重复的无效的连接。
第二：过滤历史连接
假设现在客户端第一次发了seq = 10,然后客户端就发生了崩溃，然后客户端重启再次申请连接发了seq = 20;
这个时候网络中存在旧的和新的两个SYN
如果旧的SYN先到服务端，新的SYN后到服务端会发生什么情况呢？
第一步：服务端收到seq= 10 回复ack = 11此时服务端就可以给这个连接发送数据了，但是发送的数据客户端是收不到的。
第二步：客户端收到11，发现不是自己想要的21，回复RST
第三步：服务端收到RST，把刚建立的连接终止
这个连接就是属于历史连接，是无效的，三次握手就可以过滤掉这种无效的历史连接。
为什么三次握手可以过滤掉而二次握手不行呢？ 因为在两次握手的情况下，服务端在收到 SYN 报文发送ACK后，就进入 ESTABLISHED 状态，服务端没有中间状态给客户端来阻止历史连接，导致服务端可能建立一个历史连接，造成资源浪费。
第三：需要同步初始序列号
三次握手过程使双方能够同步初始序列号。客户端发送SYN时包含一个初始序列号，服务端回复时会在SYN-ACK中确认这个序列号，并附带自己的初始序列号，客户端的最终ACK则确认了服务端的序列号。这一步是确保数据传输有序和完整性的基础。
为什么不是四次
为什么不能是四次握手？
上面我们提到过TCP是全双工通信，其实本质上全双工通信是需要4次握手的，不过由于第2次和第3次可以合并成一次，所以就成了三次握手。上面的图也回答了这个问题。
留个思考题：为什么断开连接的时候不能是三次必须是四次？
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