TCP的三次握手

 

TCP的三次握手

这是一个TCP SYN数据包，用于建立TCP连接的第一个步骤。以下是各字段的详细说明：

1. [SYN]：表示这是一个SYN（同步）数据包，用于发起TCP连接。

2. Seq=0：连接的初始序列号为0。这是发送方字节流的起始点。

3. Win=64240：发送方的接收窗口大小为64,240字节。这表示发送方在未收到确认之前能够接收的数据量。

4. Len=0：该数据包不包含数据（仅包含头部信息），这是SYN数据包的典型特征。

5. MSS=1460：最大分段大小为1460字节。这是发送方能够在一个TCP分段中接收的最大数据量。

6. WS=256：窗口缩放因子为256。这允许接收窗口大小超过标准的65,535字节限制，通过将窗口值左移此因子来实现。

7. SACK_PERM=1：允许选择性确认（SACK）。这允许接收方确认非连续的数据块，从而在存在数据包丢失的情况下提高性能。

 

step1:第一次握手 建立连接时，客户端发送SYN包到服务器，其中包含客户端的初始序号seq=x，并进入SYN_SENT状态，等待服务器确认。（其中，SYN=1，ACK=0，表示这是一个TCP连接请求数据报文；序号seq=x，表明传输数据时的第一个数据字节的序号是x）。

step2:第二次握手 服务器收到请求后，必须确认客户的数据包。同时自己也发送一个SYN包，即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RCVD状态。（其中确认报文段中，标识位SYN=1，ACK=1，表示这是一个TCP连接响应数据报文，并含服务端的初始序号seq(服务器)=y，以及服务器对客户端初始序号的确认号ack(服务器)=seq(客户端)+1=x+1）。

step3:第三次握手

客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送一个序列号(seq=x+1)，确认号为ack(客户端)=y+1，此包发送完毕，客户端和服务器进入**ESTABLISHED **(TCP连接成功)状态，完成三次握手。

 

 

 

Win=64240 的通俗解释
"Win=64240" 表示发送方告诉对方：我的接收缓冲区（内存空间）最多能存64,240字节的数据。这就像一个快递收件箱的容量限制——如果对方一次性寄来太多包裹（数据），而你的收件箱装不下，包裹就会堆积在快递站（网络中间节点），甚至可能丢失。TCP通过这个窗口值来避免这种问题。

为什么需要接收窗口？
TCP协议的核心是可靠传输，但网络环境存在两个关键矛盾：

发送方和接收方速度不匹配
比如服务器（发送方）是高铁（每秒发送100个数据包），但你的手机（接收方）是自行车（每秒只能处理10个）。如果没有窗口限制，服务器会疯狂发送，导致你的手机内存被撑爆。
网络拥堵风险
如果接收方不告诉发送方"我还能存多少数据"，发送方可能一直发送，导致数据包在路由器等中间节点排队，严重时引发网络拥堵甚至丢包。
接收窗口如何解决问题？
1. 流量控制（防内存溢出）
类比场景：
你下载一部电影（1GB），手机只有100MB存储空间。如果对方不问就直接发送，你的手机会崩溃。TCP的接收窗口就像你的手机提前告诉对方："我的剩余空间是100MB，超过这个量先别发！"
实际作用：
接收方通过Win=64240告诉发送方："我的缓冲区还能存64,240字节，超过这个量请暂停发送，等我用掉一部分后再通知你新的窗口大小。"
2. 避免网络拥塞（防快递站爆仓）
类比场景：
快递站（路由器）每天最多处理1000个包裹。如果发送方疯狂发送10,000个包裹，快递站会瘫痪。TCP的窗口机制让发送方根据接收方的处理能力动态调整速度，避免快递站爆仓。
实际作用：
接收窗口值会随着网络状况动态调整（比如网络拥堵时缩小窗口，空闲时扩大窗口），从而平衡发送速度和网络承载能力。
窗口值64,240字节的实际意义
典型场景：
在高速局域网中，这个值表示接收方有足够的内存（约62.7KB）处理数据，发送方可以连续发送多个数据包而无需等待确认。
对比低速网络：
如果接收方是低性能设备（如旧手机），窗口可能只有1460字节（一个标准TCP段大小），此时发送方必须发一个包、等一次确认，效率极低。

 

为什么需要动态窗口？
网络是变化的：
你的手机可能在Wi-Fi和4G之间切换，或者同时运行多个应用（如视频、游戏）。TCP通过以下机制动态调整窗口：
接收方：每收到一个数据包，就通过ACK告诉发送方"我的剩余空间增加了"。
发送方：根据ACK中的窗口值，自动调整发送速度（如从每秒100包降到10包）。
延伸思考：如果没有窗口机制会怎样？
最坏情况：
发送方疯狂发送数据，导致：
接收方内存耗尽，程序崩溃。
网络中间节点（如路由器）缓存溢出，数据包被丢弃。
发送方因长时间未收到ACK而超时重传，进一步加剧拥塞。
TCP的优雅性：
通过窗口机制，TCP实现了"按需发送"的智能控制，就像一个有经验的快递员，会根据收件人的处理能力和快递站的负荷，动态调整送货速度。
总结
Win=64240 是TCP协议中流量控制的核心机制，它通过限制发送方的数据量，确保：

接收方不会因内存不足而崩溃。
网络不会因数据过多而拥塞。
发送方和接收方能根据实时状况动态调整传输速度。
这个机制虽然简单（只是一个数字），但却是TCP实现可靠、高效传输的关键基石。