说明为什么在运输连接建立时要使用三次握手

1. TCP协议要求三次握手的原因

TCP协议要求在建立运输连接时使用三次握手，这是为了满足在不可靠的信道上传输可靠的数据所要求的。以下是详细解释：

2. 不使用三次握手可能导致的问题

在不使用三次握手的情况下，可能会出现以下问题：

2.1 连接无效的情况

如果只进行两次握手，服务端完成第二次握手后便认为连接已建立，但第三次握手可能在传输中丢失。这样，服务端会认为连接是无效的，如果客户端向服务端写数据，服务端将以RST包响应，连接将被终止。

2.2 死锁的可能

如果将三次握手改为仅需要两次握手，死锁是可能发生的。例如，考虑计算机A和B之间的通信。当B给A发送一个连接请求分组，A收到后发送确认应答，此时连接还没有完全建立。假设此时A向B发送数据，但B并不知道连接是否已建立，因此无法接收数据。这样就会导致死锁。

2.3 初始序列号协商的问题

三次握手完成两个重要的功能：让双方做好发送数据的准备工作，并允许双方就初始序列号进行协商。假设将握手过程缩减为两次，无法进行初始序列号的协商，这个序列号在握手过程中被发送和确认。这将导致不可靠的传输和连接的不稳定性。

3. TCP的三次握手过程

为了避免上述问题，TCP建立连接时通常进行三次握手。其过程如下：

3.1 第一次握手：客户端请求连接

客户端向服务端发送一个特殊的SYN（同步）报文段，请求建立连接。该报文段包含一个初始序列号（ISN）。

3.2 第二次握手：服务端确认请求

服务端收到客户端的SYN报文段后，确认连接请求，并发送一个带有SYN和ACK标志的报文段作为回应。该报文段的序列号是服务端的ISN，确认号是客户端的ISN加1。

3.3 第三次握手：客户端确认连接

客户端收到服务端的SYN/ACK报文段后，向服务端发送一个带有ACK标志的报文段作为确认。该报文段的序列号是客户端的ISN加1，确认号是服务端的ISN加1。

4. 三次握手的重要性

三次握手完成两个重要的功能：让双方做好发送数据的准备工作，允许双方就初始序列号进行协商。通过握手过程，客户端和服务器能够确认彼此的意愿和信息，减少错误和干扰，提高传输的成功率。

5. 通过具体例子理解三次握手

例如，有一个客户端A和一个服务端B，它们需要建立连接来传输数据。

5.1 第一次握手

A向B发送一个SYN报文段，请求建立连接。

5.2 第二次握手

B收到A的SYN报文段后，确认连接请求，并发送一个带有SYN和ACK标志的报文段作为回应。

5.3 第三次握手

A收到B的SYN/ACK报文段后，向B发送一个带有ACK标志的报文段作为确认。

通过三次握手，A和B确保了彼此的连接意愿和信息，并成功建立了连接，可以进行可靠的数据传输。

6.

通过三次握手，在建立TCP连接时能够确保连接的可靠性。该过程允许双方做好发送数据的准备工作，并允许双方就初始序列号进行协商。通过具体的例子，我们能够更好地理解三次握手的过程和重要性。