結合Linux系統內核源碼理解SYN_RECV狀態(tài)

在tcp_v4_do_rcv中，有下面一段代碼，是關(guān)于TCP連接建立時(shí)候的代碼：

if (sk->sk_state == TCP_LISTEN) {

struct sock *nsk = tcp_v4_hnd_req(sk, skb);

if (!nsk)

goto discard;

if (nsk != sk) {

if (tcp_child_process(sk, nsk, skb))

goto reset;

return 0;

}

}

tcp_v4_hnd_req的返回值，不同情況下不同。

NULL 出現錯誤

nsk==sk 接受到SYN

nsk!=sk 接受到ACK

接受到ACK包時(shí)，tcp_v4_hnd_req函數會(huì )新建一個(gè)sock結構，并設置其初始狀態(tài)為SYN_RECV，并返回新建的sock結構。

接著(zhù)調用tcp_child_process函數，改變新建的sock的狀態(tài)為ESTABLISHED。

(以下基于linux內核2.4.0)

SYN_RECV狀態(tài)，顧名思義，是收到SYN包后應該置的狀態(tài)。關(guān)于SYN_RECV狀態(tài),受某些教科書(shū)的誤導,我以前一直理解為服務(wù)器收到SYN包后應該置此狀態(tài)。也沒(méi)細想到底是置那個(gè)socket的狀態(tài)，最近在看三次握手協(xié)議在linux內核中的實(shí)現時(shí),才仔細思考這個(gè)問(wèn)題應該是置連接套接字的狀態(tài)而非監聽(tīng)套接字的狀態(tài)。

通常,SYN包只用于TCP三次握手協(xié)議中。常見(jiàn)的tcp三次握手協(xié)議過(guò)程(當然還有同時(shí)連接)

半連接等其它一些情況)如下：

1、client SYN包---> server

2、client ---SYN包/ACK包 server

3、client ACK包---> server

根據tcp狀態(tài)圖,對應下述4個(gè)狀態(tài)的變化

a、client發(fā)送完畢，狀態(tài)變成SYN_SEND;

b、server收到SYN報并發(fā)送ack確認包和SYN包，狀態(tài)變?yōu)镾YN_RECV

c、client發(fā)送ack包完畢，狀態(tài)變成ESTABLISHED

d、server發(fā)送ack包完畢，狀態(tài)變成ESTABLISHED

在linux內核中,上述幾個(gè)狀態(tài)對應為T(mén)CP_SYN_SEND、TCP_SYN_RECV、TCP_ESTABLISHED.

RFC793中關(guān)于SYN_RECV狀態(tài)的描述如下：

SYN-RECEIVED - represents waiting for a confirming connection

request acknowledgment after having both received and sent a

connection request.

從上面可以看出,這個(gè)狀態(tài)是在本端接收到對端連接請求,并發(fā)送連接對端請求后,等待對端應答時(shí)所置的狀態(tài)。所以,本質(zhì)上連接的過(guò)程是雙方請求應答的來(lái)回, 應該稱(chēng)四次握手,只是常見(jiàn)的應用以c/s模式為主,而linux、包括絕大部分操作系統都把服務(wù)器端的應答和請求封裝在一個(gè)包里面。

但在linux內核中,卻是在監聽(tīng)套接字收到了客戶(hù)端的ACK包后,才創(chuàng )建連接套接字并初始化為T(mén)CP_SYN_RECV狀態(tài),如下函數調用關(guān)系：

tcp_v4_rcv-->tcp_v4_do_rcv-->tcp_v4_hnd_req-->tcp_check_req-->

tcp_v4_syn_recv_sock-->tcp_create_openreq_child...

struct sock *tcp_create_openreq_child(struct sock *sk, struct open_request *req, struct sk_buff *skb)

{

struct sock *newsk = sk_alloc(PF_INET, GFP_ATOMIC, 0); /*創(chuàng )建連接sock結構*/

if(newsk != NULL) {

struct tcp_opt *newtp;

...

memcpy(newsk, sk, sizeof(*newsk));

newsk->state = TCP_SYN_RECV; /*置初始狀態(tài)為SYN_RECV*/

//以下為一些初始化newsk結構的操作

...

}

這里似乎都正常了，但還有一點(diǎn),服務(wù)器收到ACK包后，狀態(tài)應該改為連接狀態(tài),而此時(shí)連接套接字的狀態(tài)還是TCP_SYN_RECV

原因在于現在對ack包還沒(méi)處理完,^_^,如下：

int tcp_v4_do_rcv(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)

{

...

if (sk->state == TCP_LISTEN) { //此處是監聽(tīng)套接字的狀態(tài)

struct sock *nsk = tcp_v4_hnd_req(sk, skb); //獲得了上面講的連接套接字

if (!nsk)

goto discard;

if (nsk != sk) { //顯然監聽(tīng)與連接套接字不等

if (tcp_child_process(sk, nsk, skb)) //此處調用tcp_rcv_state_process置套接字為連接建立狀態(tài)

goto reset;

return 0;

}

}

...

}

可見(jiàn),在linux內核中,SYN_RECV狀態(tài)的保持時(shí)間是非常短暫的(也很難創(chuàng )建條件讓此狀態(tài)保持),這也是我們實(shí)際應用中通過(guò)netstat基本看不到這個(gè)狀態(tài)的原因。