网络协议栈连接建立过程详解

你打开浏览器，输入一个网址，回车，页面就加载出来了。整个过程看起来行云流水，但背后其实有一套严密的“握手”流程在默默工作。这个过程，就是网络协议栈中的连接建立过程。

连接不是瞬间完成的

很多人以为，只要网线插着、Wi-Fi 连着，电脑就能随时和服务器通信。实际上，每次访问网页、下载文件，设备都得先和目标服务器“商量好”怎么传数据。这就像打电话：拨通号码后，对方接起电话说“喂”，才算真正建立通话。网络里的这个“喂，你听得到吗？”的过程，叫作连接建立。

TCP 三次握手：经典的三步走

大多数网络连接用的是 TCP 协议，它可靠、稳定。而连接建立的核心，就是“三次握手”。名字听着复杂，其实逻辑很简单。

假设你的电脑要访问极客常识站的服务器：

第一步：你的电脑发个消息给服务器，说：“我想连你，能开始吗？” 这个消息叫 SYN（同步）包。
第二步：服务器收到后，回一个：“我收到了，可以连。” 同时也问一句：“你能收得到我吗？” 这个叫 SYN-ACK 包。
第三步：你的电脑再回一个：“我也收到了，咱们开始吧！” 这个是 ACK（确认）包。

三步走完，连接就算正式建立。之后，数据才能来回传输。如果中间哪一步断了，比如服务器没回，电脑就会重试，直到超时。

协议栈是怎么参与的？

“协议栈”听起来高大上，其实就是操作系统里一套分层处理网络任务的软件模块。从应用层（比如浏览器）到底层（网卡），每一层各司其职。

当你在浏览器输入网址，HTTP 请求生成后，会交给传输层的 TCP 模块。TCP 负责封装数据、编号、设置标志位，比如 SYN 和 ACK。然后交给网络层（IP 协议），加上源地址和目标地址。最后由数据链路层打包成帧，通过物理网络发出去。

整个过程就像寄快递：你写好信（应用层），放进信封写上收件人（传输层 + 网络层），快递公司贴单打包（数据链路层），最后运输（物理层）。

抓个包看看真实过程

用工具如 Wireshark 抓包，能看到真实的握手过程。三个关键数据包长这样：

1. 来源: 192.168.1.100, 目标: 203.0.113.45, Flags: [SYN]
2. 来源: 203.0.113.45, 目标: 192.168.1.100, Flags: [SYN, ACK]
3. 来源: 192.168.1.100, 目标: 203.0.113.45, Flags: [ACK]

Flags 那一栏的标记，就是判断是否握手的关键。看到这三行依次出现，说明连接成功建立。

为什么不能两次握手？

有人问：服务器回个 ACK 不就行了吗？干吗非要三步？

主要是防“旧连接捣乱”。想象你之前连过一个网站，网络延迟高，SYN 包卡在路上半天才到。服务器以为是新请求，回了 ACK。如果只靠两次握手，连接就建立了，但你这边根本没打算连，资源白白浪费。三次握手能让客户端确认一次，避免这种误会。

断开连接：四次挥手也不简单

连接建立用三次，断开却要四次，叫“四次挥手”。因为双方都要独立通知对方“我发完了”和“我收到了”。就像两人聊天结束，得轮流说“我说完了”“我知道你说完了”“我也说完了”“好，那拜拜”，才算彻底结束。