TCP 3-way handshake hoạt động thế nào? Tại sao cần 3 bước?

TCP 3-way handshake (SYN→SYN-ACK→ACK) thiết lập kết nối bằng cách đồng bộ sequence numbers của cả hai phía.

Ba bước gồm:

1. Client gửi SYN với sequence number ngẫu nhiên X
2. Server trả SYN-ACK với ACK=X+1 và sequence number Y của server
3. Client gửi ACK=Y+1 xác nhận nhận được Y. Sau đó kết nối được thiết lập và dữ liệu có thể truyền

Cần đủ 3 bước vì cả hai phía cần đồng bộ sequence number của nhau: 2 bước chỉ đảm bảo server nghe được client, bước 3 đảm bảo client nghe được server. Khi đóng kết nối có 4-way handshake (FIN/ACK/FIN/ACK) vì hai hướng đóng độc lập. Trong thực tế, 3-way handshake là một nguồn latency đáng kể — đó là lý do HTTP/2 multiplexing và QUIC (HTTP/3) ra đời để giảm số lần handshake.

TCP 3-way handshake (SYN→SYN-ACK→ACK) establishes a connection by synchronizing sequence numbers on both sides.

The three steps are:

1. The client sends a SYN with a random sequence number X
2. the server replies with SYN-ACK, acknowledging X+1 and providing its own sequence number Y
3. the client sends ACK=Y+1 confirming receipt of Y. The connection is then established and data transfer can begin

Three steps are required because both sides must synchronize sequence numbers: two steps only confirm the server can hear the client, while the third step confirms the client can hear the server. Connection teardown uses a 4-way handshake (FIN/ACK/FIN/ACK) because each direction closes independently. In practice, the 3-way handshake is a significant source of latency — that is why HTTP/2 multiplexing and QUIC (HTTP/3) were introduced to reduce the number of handshakes.