兩將軍問題，又被稱為兩將軍悖論、兩軍問題， 是一個經(jīng)典的計算機(jī)思想實驗。

首先， 為避免混淆，我們需要認(rèn)識到兩將軍問題雖然與拜占庭將軍問題相關(guān)，但兩者不是一個東西。拜占庭將軍問題是一個更通用的兩將軍問題版本， 通常在分布式系統(tǒng)故障容錯、區(qū)塊鏈中廣泛討論也會猶豫。

1.兩將軍問題

兩支軍隊，駐扎在兩個山頭，準(zhǔn)備攻擊山谷里的同一伙敵人，兩將軍只有同時發(fā)起進(jìn)攻才能獲勝，兩將軍約定攻擊時間的的唯一方式是派遣信使通過山谷，山谷處于敵占區(qū)。
如果信使被俘獲了，那么攻擊信息將會丟失。

現(xiàn)象一：A將軍先派遣信使向 B 將軍傳遞“晚上 10 點一起進(jìn)攻”，但是 A 將軍不知道信使能否穿越敵占區(qū)，由于擔(dān)心自己成為唯一進(jìn)攻方，A 將軍可能會猶豫是否按計劃進(jìn)攻；此時 B 將軍收到后可以派遣信使確認(rèn)收到，B的信使也可能被俘獲，由于擔(dān)心A沒有收到確認(rèn)信號而退縮，B將軍也會猶豫；再次確認(rèn)也不能解決，因為再次確認(rèn)的新信使也可能被俘獲。因此交替確認(rèn)是無止盡的。

現(xiàn)象二：將軍A派遣信使，過了很長時間未收到回復(fù)，將軍A不知道是自己的信使被俘獲了還是將軍B的確認(rèn)信使被俘獲了。

我們意識到即使雙方不斷確認(rèn)已收到對方的上一條信息，也無法確保對方已與自己達(dá)成共識。

兩將軍問題是無解的，目前的tcp三次握手、四次揮手都是工程解(這個一會再聊)。

2.兩將軍問題的頭腦風(fēng)暴

許多人試圖解決/緩解雙將軍問題，提出了一些能落地的實踐。

這里我們依舊假設(shè)通道的不確定性，信使只會被俘獲，但是不會叛變篡改。

2.1 霰彈打鳥

如果A將軍每次派遣100名信使(編號1到100)，期待B將軍最差也能收到一名信使的信息。

B將軍根據(jù)收到的信使數(shù)量，評估這條通道的可靠性，并根據(jù)概率也派遣合適數(shù)量的確認(rèn)信使。

eg:? A將軍派遣100信使，B將軍收到10名信使的信息，B將軍基本可確認(rèn)這條信道可靠度為10%，B將軍最少應(yīng)派出10名信使(根據(jù)概率會有1名信使到達(dá)對岸)。

2.2 間歇性重試

霰彈打鳥的姿勢太費信使了，但至少可幫助B將軍提高信心，達(dá)成共識。

還有一種少費信使(并能提高將軍信心)的策略，假設(shè)跨越山谷到達(dá)對岸并返回耗時20min， A將軍可間隔20min派遣信使到對岸，直到收到對岸B將軍的首次信使確認(rèn)(就不再派遣)。

以上兩種策略是對速度和成本的權(quán)衡，采用哪一種取決于哪一種更適合我們遇到的問題。

3. 為什么說tcp三次握手^[1]是雙將軍問題的工程解？

知乎上有個問題：?TCP 為什么是三次握手，而不是兩次或四次？^[2]
有三個回答角度。

• ??①?TCP 為什么是三次握手，而不是兩次或四次？- 朋克雪球兔的回答 - 知乎^[3]

• ??②?(TCP 為什么是三次握手，而不是兩次或四次？- 車小胖的回答 - 知乎^[4]

• ??③?TCP 為什么是三次握手，而不是兩次或四次？- wuxinliulei的回答 - 知乎^[5]

希望大家仔細(xì)讀一讀。

首先我們要知道：

三次握手是為了在兩個方向上同步(syn)序列號(seq=m)，同步一次序列號需要一去一回兩個包，倆方向就4個包。第2，3個包由一側(cè)發(fā)出可以合并到一起所以最后三個包。

但是根據(jù)雙將軍問題，誰說一來一回兩個包就能確保同步成功。

為了緩解雙將軍問題，tcp3次握手增加了超時重試的機(jī)制。(注意：重試只在信息同步的發(fā)起方)

第一個包：A發(fā)送給B的SYN中途丟失，沒有到達(dá)B

A會周期性超時重傳，直到收到B的確認(rèn)。

第二個包，即是發(fā)送給A的SYN+ACK 中途丟失，沒有到達(dá)A

B會周期性超時重傳，直到收到A的確認(rèn)，此時第一個包A也會重試SYN

第三個包：即A發(fā)送給B的ACK 中途丟失，沒有到達(dá)B

A發(fā)完ACK，單方面認(rèn)為tcp Established狀態(tài)，而B顯然認(rèn)為tcp為Active狀態(tài)。

a. 假定此時雙方都沒有數(shù)據(jù)發(fā)送，B會周期性超時重傳，直到收到A的確認(rèn)，收到之后B的TCP 連接也為 Established狀態(tài)，雙向可以發(fā)包。

b. 假定此時A有數(shù)據(jù)發(fā)送，B收到A的 Data + ACK，自然會切換為established 狀態(tài)，并接受A的 Data。

c. 假定B有數(shù)據(jù)發(fā)送，數(shù)據(jù)發(fā)送不了，會一直周期性超時重傳SYN + ACK，直到收到A的確認(rèn)才可以發(fā)送數(shù)據(jù)。

• ??https://finematics.com/two-generals-problem/

  ??https://www.bilibili.com/read/cv16604716

總結(jié)

本文記錄了兩將軍問題: 對于不可靠信道，無數(shù)次確認(rèn)都不能百分百達(dá)成可靠共識。

TCP 三次握手是在兩個方向確認(rèn)包的序列號， 增加了超時重試， 是兩將軍問題的一個工程解。（本文部分內(nèi)容提煉自知乎，感謝這屆網(wǎng)友的智慧）

• 引用鏈接
  

[1]?tcp三次握手:?https://blog.csdn.net/weixin_35942339/article/details/112733885
[2]?TCP 為什么是三次握手，而不是兩次或四次？:?https://www.zhihu.com/question/24853633/answer/573627478
[3]?TCP 為什么是三次握手，而不是兩次或四次？- 朋克雪球兔的回答 - 知乎:?https://www.zhihu.com/question/24853633/answer/200721662
[4]?(TCP 為什么是三次握手，而不是兩次或四次？- 車小胖的回答 - 知乎:?https://www.zhihu.com/question/24853633/answer/115173386
[5]?TCP 為什么是三次握手，而不是兩次或四次？- wuxinliulei的回答 - 知乎:?https://www.zhihu.com/question/24853633/answer/63668444

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體現(xiàn)態(tài)度很有必要!

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的两将军问题和TCP三次握手的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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