请阐述TCP协议中的三次握手和四次挥手过程及其原因，为何TCP需要三次握手？

解答思路：

首先解释三次握手和四次挥手的概念，然后解释TCP为什么需要三次握手。

一、三次握手

三次握手是指TCP（传输控制协议）在建立连接时，客户端与服务器之间的一个握手过程，以确保双方都可以建立可靠的数据传输连接。具体过程如下：

1. 客户端发送一个SYN包（同步包）到服务器，表示想要建立连接。
2. 服务器收到SYN包后，发送一个SYN-ACK包（同步应答包）回客户端，表示收到客户端的请求并同意建立连接。
3. 客户端收到SYN-ACK包后，发送一个ACK包（应答包）给服务器，表示连接建立成功。

通过这三次握手，客户端和服务器就能确认彼此之间的连接能力，从而建立稳定的TCP连接。

二、四次挥手

四次挥手是指TCP在断开连接时，客户端与服务器之间的一个挥手过程，以确保双方都知道连接已经断开。具体过程如下：

1. 发起方（客户端或服务器）发送一个FIN包（结束包），表示想要断开连接。
2. 接收方（服务器或客户端）收到FIN包后，发送一个ACK包确认收到，并表示自己还未完成数据发送。
3. 接收方发送完所有数据后，发送一个FIN包给发起方，表示已经准备好断开连接。
4. 发起方收到FIN包后，发送一个ACK包确认，此时连接断开。

通过这四次挥手，客户端和服务器可以确保双方都完成数据传输并安全地断开连接。

三、TCP为什么要三次握手

TCP是一种面向连接的协议，为了确保数据的可靠传输，需要建立稳定的连接。三次握手的过程可以确保双方能力确认、同步双方序列号、防止已失效的连接请求干扰等。如果减少握手次数，可能会导致数据丢失或重复等问题。因此，三次握手是TCP建立连接的一个必要过程。

最优回答：

三次握手是指TCP在建立连接时，通过三次握手过程确保双方都可以建立可靠的数据传输连接。四次挥手是指TCP在断开连接时，通过四次挥手过程确保双方都完成数据传输并安全地断开连接。TCP需要三次握手是为了确保双方能力确认、同步双方序列号、防止已失效的连接请求干扰等。