一文弄懂HTTP请求如何建立TCP连接

摘自详解TCP连接的“三次握手”与“四次挥手”(上)

1. TCP连接

客户端与服务器之间数据的发送和返回的过程当中需要建立TCP连接。

由于TCP不存在连接的概念，只存在请求和响应，请求和响应都是数据包，它们之间都是经过由TCP创建的一个从客户端发起，服务器接收的类似连接的通道，这个连接可以一直保持，http请求是在这个连接的基础上发送的。

2. TCP报文格式

其中重要字段有：

1. 序号（sequence number）：Seq，（发起方）标识发送的字节流

2. 确认号（acknowledgement number）：Ack，值为接收到的报文Seq+1

3. 标志位（flags）：有六个，具体含义如下
		SYN：发起一个新连接
		ACK：确认序号有效
		FIN：释放一个连接
		RST：重置连接
		URG：紧急指针有效
		PSH：接收方应尽快提交报文到应用层 

3. TCP的三次握手

握手之前主动打开连接的客户端结束CLOSED阶段，被动打开的服务器端也结束CLOSED阶段，并进入LISTEN阶段。随后开始“三次握手”：

• 首先客户端向服务器端发送一段TCP报文，其中：

    标记位为SYN，表示“请求建立新连接”;
    序号为Seq=X（X一般为1）；
    随后客户端进入SYN-SENT阶段。
  

• 服务器端接收到来自客户端的TCP报文之后，结束LISTEN阶段。并返回一段TCP报文，其中：

    标志位为SYN和ACK
    	表示“确认客户端的报文Seq序号有效
    	服务器能正常接收客户端发送的数据
    	并同意创建新连接
    	即告诉客户端，服务器收到了你的数据
    	
    序号为Seq=y；
    
    确认号为Ack=x+1
    	表示收到客户端的序号Seq
    	并将其值加1作为自己确认号Ack的值
    	随后服务器端进入SYN-RCVD阶段。
  

• 客户端接收到来自服务器端的确认收到数据的TCP报文之后，明确了从客户端到服务器的数据传输是正常的，结束SYN-SENT阶段。并返回最后一段TCP报文。其中：

    标志位为ACK
    	表示“确认收到服务器端同意连接的信号”
    	即告诉服务器，我知道你收到我发的数据了
    
    序号为Seq=x+1
    	表示收到服务器端的确认号Ack，并将其值作为自己的序号值；
    
    确认号为Ack=y+1
    	表示收到服务器端序号Seq，
    	并将其值加1作为自己的确认号Ack的值
    	随后客户端进入ESTABLISHED阶段
  

服务器收到来自客户端的“确认收到服务器数据”的TCP报文之后，明确了从服务器到客户端的数据传输是正常的。结束SYN-SENT阶段，进入ESTABLISHED阶段。

在客户端与服务器端传输的TCP报文中，双方的确认号Ack和序号Seq的值，都是在彼此Ack和Seq值的基础上进行计算的，这样做保证了TCP报文传输的连贯性。一旦出现某一方发出的TCP报文丢失，便无法继续"握手"，以此确保了"三次握手"的顺利完成。

此后客户端和服务器端进行正常的数据传输。这就是“三次握手”的过程。

4. 为何要进行三次握手？

为了防止服务器端开启一些无用的连接增加服务器开销以及防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了服务端，因而产生错误。

由于网络传输是有延时的(要通过网络光纤和各种中间代理服务器)，在传输的过程中，比如客户端发起了SYN=1创建连接的请求(第一次握手)。

如果服务器端就直接创建了这个连接并返回包含SYN、ACK和Seq等内容的数据包给客户端，这个数据包因为网络传输的原因丢失了，丢失之后客户端就一直没有接收到服务器返回的数据包。

客户端可能设置了一个超时时间，时间到了就关闭了连接创建的请求。再重新发出创建连接的请求，而服务器端是不知道的，如果没有第三次握手告诉服务器端客户端收的到服务器端传输的数据的话，
服务器端是不知道客户端有没有接收到服务器端返回的信息的。

还有一种情况是已经失效的客户端发出的请求信息，由于某种原因传输到了服务器端，服务器端以为是客户端发出的有效请求，接收后产生错误。

所以我们需要“第三次握手”来确认这个过程，让客户端和服务器端能够及时地察觉到因为网络等一些问题导致的连接创建失败，这样服务器端的端口就可以关闭了不用一直等待。

也可以这样理解：“第三次握手”是客户端向服务器端发送数据，这个数据就是要告诉服务器，客户端有没有收到服务器“第二次握手”时传过去的数据。若发送的这个数据是“收到了”的信息，接收后服务器就正常建立TCP连接，否则建立TCP连接失败，服务器关闭连接端口。由此减少服务器开销和接收到失效请求发生的错误。

参考资料

详解TCP连接的“三次握手”与“四次挥手”(上)
详解TCP连接的“三次握手”与“四次挥手”(下)