今天在老家去面试 问了这么一道面试题：TCP 为什么要有三次握手 四次挥手 少一次不行吗
相对于这个面试 和美团的一道面试题 TCP的第三次握手没有回复，会有什么问题？服务器会出现什么现象？
对于这道题，我们如何去回答，才更好呢？如果是我，我会按照这几个维度：
- TCP的三次握手过程
- 第三次握手没有回复，连接建立不了，讲解为什么需要三次握手
- 第三次握手没有回复，服务器会出现什么现象？超时重传机制
- 第三次握手没有回复，讲解半连接队列（SYN队列）和SYN Flood 攻击
- TCP 握手，在后端思想的一些相似应用
开始客户端和服务器都处于CLOSED状态，然后服务端开始监听某个端口，进入LISTEN状态
- 第一次握手(SYN=1, seq=x)，发送完毕后，客户端进入SYN_SEND状态
- 第二次握手(SYN=1, ACK=1, seq=y, ACKnum=x+1)， 发送完毕后，服务器端进入 SYN_RCVD 状态。
- 第三次握手(ACK=1，ACKnum=y+1)，发送完毕后，客户端进入 ESTABLISHED 状态，当服务器端接收到这个包时,也进入 ESTABLISHED 状态，TCP 握手，即可以开始数据传输。
2. 第三次握手没有回复，连接建立不了.
上个小节，我们梳理完TCP三次握手流程，也就是TCP需要三次握手，才能真正建立连接。
如果服务器没有收到客户端发送的第三次握手的ACK确认包，那么从服务器的角度看，这个连接仍处于未完全建立的状态，不能正式用于数据传输。
也就是如果没有第三次握手回复，只有两次握手，那是不行的。TCP连接，为什么需要三次握手，为什么两次不行，为什么四次不行？
为了方便理解，我们以谈恋爱为例子：两个人能走到一起，最重要的事情就是相爱，就是我爱你，并且我知道，你也爱我，接下来我们以此来模拟三次握手的过程：
为什么握手不能是两次呢？
如果只有两次握手，女孩子可能就不知道，她的那句我也爱你，男孩子是否收到，恋爱关系就不能愉快展开。
为什么握手不能是四次呢？
因为握手不能是四次呢？因为三次已经够了，三次已经能让双方都知道：你爱我，我也爱你。而四次就多余了。
3. 第三次握手没有回复，服务TCP三次握手：
也就是说，第三次握手没有ACK回复，服务器会在 SYN-RECEIVED 状态中停留一段时间。然后超时重传。
当然，重试肯定有次数限制的，如果在重传了多次之后，服务器仍然没有收到客户端的 ACK 报文，服务器会认为连接失败，并放弃这次连接。此时，服务器会进入 CLOSED 状态，释放资源。
超时重传
TCP 为了实现可靠传输，实现了重传机制。最基本的重传机制，就是超时重传，即在发送数据报文时，设定一个定时器，每间隔一段时间，没有收到对方的ACK确认应答报文，就会重发该报文。
这个间隔时间，一般设置为多少呢？我们先来看下什么叫RTT（Round-Trip Time，往返时间）。
RTT就是，一个数据包从发出去到回来的时间，即数据包的一次往返时间。超时重传时间，就是Retransmission Timeout ，简称RTO。
RTO设置多久呢？
- 如果RTO比较小，那很可能数据都没有丢失，就重发了，这会导致网络阻塞，会导致更多的超时出现。
- 如果RTO比较大，等到花儿都谢了还是没有重发，那效果就不好了。
一般情况下，RTO略大于RTT，效果是最好的。一些小伙伴会问，超时时间有没有计算公式呢?有的！有个标准方法算RTO的公式，也叫Jacobson / Karels 算法。我们一起来看下计算RTO的公式
- 先计算SRTT（计算平滑的RTT）
SRTT = (1 - α) * SRTT + α * RTT //求 SRTT 的加权平均- 再计算RTTVAR (round-trip time variation)
RTTVAR = (1 - β) * RTTVAR + β * (|RTT - SRTT|) //计算 SRTT 与真实值的差距- 最终的RTO
RTO = µ * SRTT + ∂ * RTTVAR = SRTT + 4·RTTVAR 其中，α = 0.125，β = 0.25， μ = 1，∂ = 4，这些参数都是大量结果得出的最优参数。
4. 半连接队列和SYN Flood 攻击
如果是网络不稳定，导致的网络丢包，一般我们重试都会成功的。还有个可能的原因，就是SYN Flood攻击。
5. TCP 三次握手的一些后端思想应用
TCP三次握手，背后蕴含的一些思想是可以应用到后端系统设计中的。
5.1 状态确认思想
比如，TCP三次握手确保双方都知道对方准备好进行通信，并且双方都能确认自己的消息被对方收到。这个机制本质上是一种状态同步和确认机制。
5.2 超时重试机制
再比如，TCP三次握手中，服务端会等待客户端的ACK确认包，如果没有收到，会根据一定策略进行重试，这背后是重试与超时的机制。