发起连接的原理及过程我们的建议文章标题为：TCP建立连接，服务器主动发起连接的原理与过程 (tcp建立连接 服务器主动)
TCP建立连接，服务器主动发起连接的原理与过程
TCP协议是一种传输控制协议，其主要功能是在网络协议栈中提供可靠的数据传输服务。在进行任何数据传输之前，客户端和服务器需要建立连接。在这篇文章中，我们将探讨TCP建立连接的原理和过程，以及建议如何进行建立连接的优化。
TCP建立连接的原理
TCP协议通过三次握手过程来建立连接。在建立连接之前，服务器必须绑定IP地址和端口号并监听客户端发送的连接请求。一旦服务器接收到连接请求，就开始三次握手的过程。
三次握手过程的原理如下：
– 客户端发送一个连接请求报文段，其中包含SYN(同步序列号)字段和一些其他数据。SYN字段包含一个随机的序列号，用于在后续通信中避免数据的重复传输。
– 服务器收到连接请求报文后，发送一个确认报文，其中包含SYN和ACK(确认序列号)字段。服务器在自己的序列号中加入1，并将该序列号放置在ACK中。这个ACK字段的作用是通知客户端服务器接收到了连接请求，并且期望客户端发送确认信息。
– 客户端收到服务器发送的确认报文之后，发送一个确认报文，其中包含ACK字段。此时，客户端在其序列号中增加1，并对服务器的序列号进行确认。一旦服务器收到这个确认报文，TCP连接就被正式建立了。
通过这样的三次握手过程，客户端和服务器就能建立一个可靠的TCP连接。请注意，如果上述任何一个步骤失败，建立连接的过程将失败，需要重新开始整个流程。
TCP建立连接的过程
建立TCP连接的过程包括以下步骤：
1. 客户端发送连接请求
在建立TCP连接之前，客户端必须知道服务器的IP地址和端口号。客户端发送SYN报文段，其中包含客户端序列号和SYN标志。
2. 服务器确认连接请求并发送一个确认报文
服务器收到客户端的连接请求后，必须确认连接。服务器在其确认报文中包含SYN和ACK标志，以及服务器的序列号和客户端的序列号。
3. 客户端确认服务器的确认报文
客户端收到服务器的确认报文，其确认报文中包含服务器的序列号、客户端的序列号和ACK标志。此时，TCP连接已经建立。
建议TCP连接的优化
为了优化TCP连接，可以考虑以下方面：
1. 调整TCP连接的超时时间
在低质量或高延迟网络环境下，TCP连接的超时时间可以被调整。默认的TCP连接超时时间是几秒钟，可以提高或降低此超时时间以适应网络情况。
2. 减少TCP连接的延迟时间
TCP连接的建立和拆除过程可能很消耗时间。避免在连接之间等待，可以使用连接池和连接重用。连接池是一个预分配连接的缓存，可以用于复用以前建立的连接并将它们分配给新的请求。
3. 监控TCP连接
监控TCP连接可以识别性能问题并帮助解决这些问题。例如，可以监控TCP连接的类别、数量和持续时间，以及相关的错误代码和警告。
结论
TCP连接的建立过程可以确保数据传输的可靠性和安全性。三次握手是建立TCP连接的基础，优化TCP连接可以提高网络性能和安全性。我们建议对TCP连接进行优化以提高传输速度和可靠性。在设计和实施TCP连接时，请牢记其原理和过程。
相关问题拓展阅读：
分析tcp协议原理
原理四个主要方面：
一、tcp协议之连接建立、断开
二、tcp协议之超时重传
三、tcp协议之窗口管理
四、tcp协议之拥塞控制
TCP是一种面向有连接的协议，也就是说必须确认对方存在时才能发送数据而TCP通过检验和、序列号、确认应答、重发控制、连接管理、窗口控制等机制来实现可靠传输。
1. 目的：TCP
三次握手
是客户端和服务器总共发三个
数据包
，通过三个数据包来确认主动发送能力和被动接收能力是否正常。
2. 实质：通过指定的四元组（源地址、源端口、目标地址、目标端口）来建立TCP连接，同步双方各自发送序列号seq和确认号ACK，同时也会交换窗口大小信息
三次握手过程的实现方式就是交换序列号seq。
随便在网上找个地址，如果通过域名想看ip地址，可以ping下看连接。
① 192.168.3.7发送报文段至222.169.228.146，告知序列号x为0。
② 222.169.228.146发送报文段至192.168.3.7，告知序列号y为0，确认号ACK为x+1=1。
③192.168.3.7发送报文段至222.169.228.146，告知确认号ACK为y+1=1。
报文段中的其他参数：
MSS=1460
：允许从对方接收到的更大报文段，图中为1460字节（指承载的数据，不包含报文段的头部）。
win=8192
：
滑动窗口
的大小为8192字节。
SACK_PERM=1
：开启选择确认。为什么会使用SACK：tcp确认方式不是一段报文段一确认，而是采用累积确认方式。服务器接收到的报文段无序所以序列号也是不连续，服务器的接收队列消宽会出现空洞情况。为了解决空洞，提前了解当前空洞，应对丢失遗漏，采取重传。提前了解方式就是通过SACK选迅桥誉项信息，SACK信息包含接收方已经成功接收的数据块的序列号范围。而SACK_PERM字段为1表明，选择开启了SACK功能。
网络层
可能会出现丢失、重复、乱序的问题，tcp是提供可靠的数据传输服务的，为了保证数据的正确性，tcp协议会重传它认为的已经丢失的包。重传两种机制：一种基于时间重传，一种基于确认报文段提供的信息重传。
RTT
：数据完全发送完（完成最后一个比特推送到数据链路上）到收到确认信号的时间（往返时间）。
RTO
：重传超时时间（tcp发送数据时设置一个
计时器
，当计时器超时没有收到数据确认信息，引发超时而重传，判断的标准就是RTO）。
思考：发送序列号为1、2、3、4这4个报文段，但是出现了序列号2报文段丢失，怎么办？
发送端接收到seq1的确认报文（ACK=2）后，等待seq=2的确认报文。
接收端当收到序列号为3的报文（2已丢失），发送ack为4的确认报文，发送亩段端正等待ack为2的确认报文，面对跳跃的报文，那么发送端会一直等待，直到超出指定时间，重传报文2。
为什么不跳跃确认呢？
tcp是累积确认方式，如果确认报文3，那么意味着报文1和报文2都已经成功接收。
超时处理方式：
思考：上面计时器是以时间为标准重传，那么可以通过确认报文的次数来决定重传。
发送端接收到seq1的确认报文（ACK=2）后，等待seq=2的确认报文。
接收端收到报文3、4、5，但是没收到报文2，那么接收端发送三个ACK为2的确认报文，发送端收到这个三个确认报文，重传报文2。
思考：如果快速重传中丢失包的地方很多（报文2，报文,7，报文9，报文30，报文300….），那么需要从头到尾都重传，这很蛋疼？
思考：SACK重传对于接收到重复数据段怎样运作没有明确规定，通过DSACK重传可以让发送方知道哪些数据被重复接收了，而且明确是什么原因造成的。
发送端没有收到的ACK包，超过指定时间，重传报文。
接收端都已经收到的发送报文了，又来是重复报文。再向发送端发送一个ACK报文，设置SACK,告知发送端，已经收到了包，只是回应ACK包丢失。
发送端发送包，由于
网络延迟
，一直没有达到接收端。
接收端连续发送三个ACK 200确认报文，触发快速重传，发送端收到了ACK 500的确认报文，表明之前的报文都已经交付成功。
接收端又收到了延迟的报文，再次向发送端发送一个SACK的ACK 500报文。
发送端发现这是重复报文，判断为网络延迟造成的。
计时器重传：根据超时，重传。
快速重传：根据接收三次相同ACK报文，重传。
选择确认重传：根据接收端提供的SACK信息，重传。
DSACK重传：根据重复报文，明确丢失ACK报文还是网络延迟。
Category1：已发送且已确认（已经收到ACK报文的数据）。
Category2：已发送但未收到确认。
Category3：即将发送。
Category4：窗口移动前都不能发送。
可用窗口：46-51字节。
发送窗口：32-51字节。
RCV.NXT：左边界
RCV.WND：接收窗口
RCV.NXT+RCV.WND：右边界
接收端接收到序列号小于左边界，那么被认为重复数据而被丢弃。
接收端接收到序列号大于右边界，那么被认为超出处理范围，丢弃。
注意：tcp协议为累积ACK结构，只有当达到数据序列号等于左边界时，数据才不会被丢弃。
如果窗口更新ACK丢失，对于发送端，窗口左边界右移，已发送数据得到ACK确认之后，左右边界距离减小，发送端窗口会减小，当左右边界相等时，称为零窗口。零窗口之后：接收端发送窗口更新能会发生窗口更新ACK丢失。
>解释：
TCP是通过接收端的通告窗口来实现
流量控制
的，通告窗口指示了接收端可接收的数据量。
当窗口值变为0时，可以有效阻止发送端继续发送，直到窗口大小恢复为非零值。
当接收端重新获得可用空间时，会给发送端传输一个窗口更新告知其可继续发送数据。这样的窗口更新通常都不包含数据（纯ACK），接收端向发送端发送的窗口更新ACK可能丢失。结果双方处于等待状态，发生
死锁
。
解决方案：
发送端会采用一个持续计时器间歇性地查询接收端，看其窗口是否已增长。触发窗口探测，强制要求接收端返回ACK。发送几次探测，窗口大小还是0，那么断开连接。
出现SWS的情况：
① 接收端通告窗口太小。
② 发送端发送的数据太小。
解决方案：
① 针对接收端：不应通告小窗口值
描述：在窗口可增至一个全长的报文段（接收端MSS）或者接收端缓存空间的一半（取两者中较小值）之前，不能通告比当前窗口更大的窗口值。标准：min（MSS , 缓存空间/2）。
② 针对发送端：不应发送小的报文
至少满足以下其一：
（1）可以发送MSS字节的报文。
window size >= MSS或者 数据大小>=MSS
（2）数据段长度>=接收端通告过的更大窗口值的一半，才可以发送。
收到之前发送的数据的ack回包，再发送数据，否则一直攒数据。
（3） -1 没有未经确认的在传数据或者-2 连接禁用Nagle算法。
tcp基于ACK数据包中的通告窗口大小字段实现了流量控制。
当网络大规模通信负载而瘫痪，默认网络进入拥塞状态，减缓tcp的传输。发送方和接收方被要求承担超负荷的通信任务时，采取降低发送速率或者最终丢弃部分数据的方法。
反映网络传输能力的变量称为拥塞窗口（cwnd）。
通告窗口（awnd）。
发送窗口swnd=min（cwnd，awnd）
目的：tcp在用拥塞避免算法探寻更多可用带宽之前得到cwnd值，帮助tcp建立ACK时钟。
：在传输初始阶段，由于未知网络传输能力，需要缓慢探测可用传输资源，防止短时间内大量数据注入导致拥塞。慢启动算法针对这一问题而设计。在数据传输之初或者重传计时器检测到丢包后，需要执行慢启动。
拥塞窗口值：每收到一个ACK值，cwnd扩充一倍。所以假设没有丢包且每个数据包都有相应ACK值，在k轮后swnd= ，成
指数增长
。
SS是发送方的更大段大小。
慢启动阶段，cwnd会指数增长，很快，帮助确立一个慢启动阙值（ssthresh）。有了阙值，tcp会进入拥塞避免阶段，cwnd每次增长值近似于成功传输的数据段大小，成
线性增长
。
实现公式：cwnd+=SS*SS/cwnd
刚建立连接使用慢启动算法，初始窗口为4，收到一次ACK后，cwnd变为8，再收到一次ACK后，cwnd变为16，依次继续，32、64，达到阙值ssthresh为64。
开始使用拥塞避免算法，设置ssthresh为ssthresh/2，值为32。重新从初始窗口4，线性递增到ssthresh=32。
当cwnd ssthresh时，使用拥塞避免算法
应用快速恢复算法时机：启动快速重传且正常未失序ACK段达到之前。启动快速恢复算法。
实现过程：
① 将ssthresh设置为1/2 cwnd，将cwnd设置为ssthresh+3*SS。
② 每接收一个重复ACK，cwnd值暂时增加1 SS。
③当接收到新数据ACK后，将cwnd设置为ssthresh。
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