《邓哥奇遇记3》——TCP三次握手

Posted 2021-03-09

你是否经常听别人提起TCP的三次握手和四次挥手呢？你是否看过很多次关于三次握手和四次挥手的文章都没用看懂或是没有记住？
三次握手与四次挥手是计算机行业的一个基本知识点，无论是校招还是社招、无论是前端还是后端都有可能被问到，由于很多同学就要开始准备校招了，那么我们今天就先来聊聊TCP的三次握手。
我们先来聊聊三次握手，我们看到这个问题的时候，第一个疑问是，啥叫握手？俩机器之间怎么还能握手呢？我怎么没发现我家电脑有手？
第二个疑问是，为啥要三次？两次不行吗？我觉得握一下就行了~为啥要握三次？
我们今天先用邓哥的例子，让大家记住三次握手~
话说邓哥的大学生活，用一句话形容那就是：“小树叶过河，全靠浪~”。邓哥在大学时，有一个心目中的女神，绿茶妹妹~
有一天邓哥决定给绿茶妹妹写情书~绿茶妹妹坐在邓哥前面两排的位置，邓哥需要有人帮忙传递小纸条~但是邓哥担心直接传情书的话，前排的同学不帮忙传怎么办？绿茶妹妹收到纸条后不回信怎么办？
这个时候，邓哥和绿茶就相当于是两台要进行通信的主机，但是两台主要要进行通信，要先证明两台主机都有收和发的能力。所以，三次握手主要的目的是为了确认两台主机都具备收和发的能力。
于是邓哥决定先发个小纸条试探一下~于是邓哥写了第一个小纸条：“绿茶~这张纸条的序号是249，我们传条聊天呀~?”。小纸条很顺利的送到了绿茶妹妹的手中~
三次握手实际就是A和B之间发了三条消息~也就是一共传了三张小纸条~现在已经传了一张了~我们假设邓哥是主机A，绿茶是主机B，A需要确认B既可以收也可以发，B也要确认A既可以收也可以发之后，才会开始真正的通信。因为如果有任何一方的收或发存在问题，通信都无法成功。第一张纸条：表示三次握手的第一次握手，主要传递两个信息，一是请求建立连接，二是发出一个序列号。在实际连接中，请求建立连接用SYN=1表示，序列号用seq=n表示，其中n为一个数。在邓哥传条的过程中，邓哥说这条纸条的序号是249，“我们开始传条聊天呀？”就相当于是请求建立连接。第一次握手让B主机知道A可以发出消息
绿茶妹妹回给了邓哥一张小纸条：“hello~收到250的纸条了~这张纸条的序号是99，那我们现在开始聊天？”。然后这张小纸条传递到了邓哥的手中~
这是第二张纸条，也就是第二次握手~我们要注意到邓哥发的序号是249，绿茶回复的是收到250。在实际情况中，这次回复一共有三条信息，一是同意建立连接（SYN = 1），二是确认收到了刚才的信息（ack = 刚才的seq + 1），三是发出自己的序列号（seq = x，其中x为一个数）。在绿茶回复的过程中，“那我们现在开始聊天？”这句话表示同意建立连接。“收到250的纸条了”这句话表示收到了刚才的信息，但是大家要记住，要对刚才的序号做加一处理，所以收到的是249，回复的是250。“这张纸条的序号是99”这句话是绿茶发出的序号。我们仔细想一下，在第一次传条中B知道了A可以发，第二张纸条发出，A接到之后，A知道了B可以接收也能发出。那么这个时候，还有一个没有证明，那就是B还不知道A能不能接收到自己的纸条。虽然A接收到了纸条，但是B并不知道~所以B要生成一个数，让A回复这个数加一才能确认A也能接收到消息。这就是绿茶要发出序号的原因。第二次握手让A知道了B能接收到，也能发出。
邓哥收到了绿茶妹妹回复的纸条之后，发出第三张纸条：“哈哈~收到了序号100，这张纸条的序号是250，现在开聊~”。然后绿茶收到了这张纸条~
这是第三张纸条，也就是第三次握手。这次回复也有三条信息，一是表示现在开始发送（SYN = 0），二是成功收到了绿茶的信息（ack=刚才的seq + 1），三是这张纸条的序号（seq=最开始发出的序号 + 1）。第三次握手让B知道了A能接收到。
那么现在我们有没有清楚为什么不能是两次握手了呢？通过下面这张表可以清楚的看到，第一次握手只能让B知道A能发，第二次握手让A知道了B能收能发，但是这个时候B还不知道A能收，所以A需要发出信息，证明自己收到了B的回复~所以必须要三次才能让两台机器都知道对方能收能发。
*# A（邓哥） B（绿茶妹妹）**
收 第三次握手 第二次握手
发 第一次握手 第二次握手
通过这个例子，大家应该可以理解下面的图示了吧~？

通过三次握手之后，邓哥就可以放心的给绿茶发情书了~
邓哥：“学习很苦，苦海无涯，回头是我~”
绿茶妹妹：“我就喜欢吃苦~”
邓哥：“大哭ing~”
另注：很多互联网公司，当leader在群里发了一个通知之后，很多人在群里回复ack，这个梗的源头就来自于这里。
这就是全部的TCP三次握手的过程~我们下次为大家讲解四次挥手的过程~