简单说说TCP(1) --- 建立连接三次握手

三次握手流程

先来一张TCP建立连接流程图：（图片来自于网络）

上图中的部分符号解释：
SYN：TCP首部中6个标志bit中的1个，表示同步包
ACK：TCP首部中6个标志bit中的1个，表示确认包
seq：同步序号
ack：确认序号

• 第一次握手：客户发送SYN包到服务器，这个包中包括了：

  • 目的端口号；
  • seq = client ISN（客户初始序号，即上图中的x）；
  • 客户的窗口大小；
  • 可接收的最大报文段长度（MSS）；

  发送后，客户进入SYN_SENT状态，等待服务器确认。

• 第二次握手：服务器回复SYN-ACK包，这个包中包括了：

  • seq = server ISN（服务器初始序号，即上图中的y），“你的请求我已接受，我这方的数据流序号从y开始”；
  • ack = client ISN + 1（即x+1）；
  • 服务器的窗口大小；
  • 可接收的最大报文段长度（MSS）；

  发送后，服务器进入SYN_RECV状态。

• 第三次握手：客户发送ACK包到服务器，这个包包括了：

  • seq = client ISN + 1（即x+1），“我这方的数据流序号从x+1开始，我们可以互相传输数据了”；
  • ack = server ISN + 1（即y+1）；

  发送后，客户和服务器均进入ESTABLISHED。

一些重要概念

半连接队列

在三次握手协议中，服务器维护一个半连接队列，该队列为每个客户的SYN包（syn=j）开设一个条目，该条目表明服务器已收到SYN 包，并向客户回复了确认，正在等待客户的确认包。这些条目所标识的连接在服务器处于SYN_RECV状态，当服务器收到客户的确认包时，该条目所标识的连接进入ESTABLISHED状态，同时从半连接队列删除该条目。

SYN-ACK重传次数

服务器发送完SYN-ACK包，如果未收到客户确认包，服务器进行首次重传，等待一段时间仍未收到客户确认包，进行第二次重传，如果重传次数超过系统规定的最大重传次数，系统将该连接信息从半连接队列中删除。（注意，每次重传等待的时间不一定相同。）

半连接存活时间

半连接队列的条目存活的最长时间，也即服务从收到SYN包到确认这个报文无效的最长时间，该时间值是所有重传请求包的最长等待时间总和。有时我们也称半连接存活时间为Timeout时间、SYN_RECV存活时间。