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三次握手的流程
在TCP连接建立过程中，三次握手是必不可少的步骤。具体流程如下：
- 第 1 步 – 初始连接请求 SYN（Synchronize）
- 第 2 步 – 服务端回复 SYN—ACK（Synchronize-Acknowledge）
- 第 3 步 – 客户端回复 ACK（Acknowledge）
SYN 标志位、ACK 标志位、序列号到底是什么？——TCP 报文段结构
在理解TCP连接之后，有必要了解TCP报文段的结构，报文段是TCP发送数据时的具体形式。其结构如下：
图片来源于：
https://www.geeksforgeeks.org/services-and-segment-structure-in-tcp/
TCP报文首部大小通常为20-60字节。其中40字节是可选的，因此典型的TCP报文首部大小为20字节。
报文首部包含了如下字段：
- 源端口号（Source Port Address）：16比特
- 目标端口号（Destination Port Address）：16比特
- 序列号（Sequence Number）：32比特
- 确认应答号（Acknowledgement Number）：32比特
- 头部长度（HLEN，Header Length）：4比特
- 保留字段（Reserved）：6比特
- 6个标志位
- 接收窗口大小（Window Size）：16比特
- 校验和（CheckSum）：16比特
- 紧急指针（Urgent Pointer）：16比特
为什么是三次握手不是两次？
三次握手的第三步是客户端发送确认消息给服务端，主要目的是通知服务端，服务端发送的初始序列号已被客户端确认。
不同握手阶段的报文丢失，会发生什么
如果每个阶段都发生丢包，会出现以下三种情况：
- 第一次握手，客户端发送的请求包没有到达服务端
- 第二次握手，服务端回复的 SYN+ACK 包没有到达客户端
- 第三次握手，客户端发送的 ACK 包没有到达服务端
由于三个阶段都有可能发生丢包，TCP会触发重传机制，包括超时重传和快速重传等多种类型。
第一次握手失败，会发生什么？
如果第一次握手的请求包未到达服务端，客户端会触发超时重传机制，在发送SYN包的一定时间后，重新发送SYN包。
超时时间 x 的值是多少？
超时时间由操作系统内核代码中的TCP_TIMEOUT_INIT字段定义，其值根据TCP/IP规范文档RFC6298 2.1中的初始RTO（Retransmission Time Out，超时重传时间）时间确定。
根据RFC6298 2.1，RTO的初始值是3秒，因此超时时间为3秒，如果3秒后未收到服务端的响应，将重新发送SYN包。
第二次握手失败，会发生什么？
如果第二次握手的SYN+ACK报文丢失，客户端会重传SYN包，而服务端会重传SYN+ACK包。根据系统设置，SYN报文会重传6次，SYN+ACK报文会重传5次。
第三次握手失败，会发生什么？
如果第三次握手失败，服务端会重传ACK+SYN报文，根据系统设置，将重试5次。
总结
要深入理解三次握手，需要了解TCP报文段的格式以及重传机制、RTO、RTT等概念。这些知识将有助于更好地理解网络中的连接建立及其他流程机制。
参考
- https://www.geeksforgeeks.org/services-and-segment-structure-in-tcp/
- https://elixir.free-electrons.com/linux/v4.14.12/source/include/net/tcp.h
- https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc6298
