
三次握手建立连接
TCP连接是通过三次握手来连接的。
第一次握手
当客户端向服务器发起连接请求时,客户端会发送同步序列标号SYN到服务器,在这里我们设SYN为x,等待服务器确认,这时客户端的状态为SYN_SENT。
第二次握手
当服务器收到客户端发送的SYN后,服务器要做的是确认客户端发送过来的SYN,在这里服务器发送确认包ACK,这里的ACK为x+1,意思是说“我收到了你发送的SYN了”,同时,服务器也会向客户端发送一个SYN包,这里我们设SYN为y。这时服务器的状态为SYN_RECV。
一句话,服务器端发送SYN和ACK两个包。
第三次握手
客户端收到服务器发送的SYN和ACK包后,需向服务器发送确认包ACK,“我也收到你发送的SYN了,我这就给你发个确认过去,然后我们即能合体了”,这里的ACK为y+1,发送完毕后,客户端和服务器的状态为ESTABLISH,即TCP连接成功。
在三次握手中,客户端和服务器端都发送两个包SYN和ACK,只不过服务器端的两个包是一次性发过来的,客户端的两个包是分两次发送的。
四次挥手关闭连接
当客户端端和B端要断开连接时,需要四次握手,这里称为四次挥手。
断开连接请求可以由客户端发出,也可以由服务器端发出,在这里我们客户端向B端请求断开连接。
第一次挥手
客户端向服务器端请求断开连接时会向B端发送一个带有FIN标记的报文段,这里的FIN是FINish的意思。
第二次挥手
服务器端收到客户端发送的FIN后,服务器端现在可能现在还有数据没有传完,所以服务器端并不会马上向客户端发送FIN,而是先发送一个确认序号ACK,意思是说“你发的断开连接请求我收到了,但是我现在还有数据没有发完,请稍等一下呗”。
第三次挥手
当服务器端的事情忙完了,那么此时服务器端就可以断开连接了,此时服务器端向客户端发送FIN序号,意思是这次可以断开连接了。
第四次挥手
客户端收到服务器端发送的FIN后,会向服务器端发送确认ACK,然后经过两个MSL时长后断开连接。
MSL是Maximum Segment Lifetime,最大报文段生存时间,2个MSL是报文段发送和接收的最长时间。
为什么在第四次挥手后会有2个MSL的延时?
假定网络不可靠,那么第四次发送的ACK可能丢失,即B端无法收到这个ACK,如果服务器端收不到这个确认ACK,服务器端会定时向客户端重复发送FIN,直到服务器端收到客户端的确认ACK。所以这个2MSL就是用来处理这个可能丢失的ACK的
文档涉及到的 Linux 内核参数
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog
该参数决定了系统中处于 SYN_RECV 状态的 TCP 连接数量。SYN_RECV 状态指的是当系统收到 SYN 后,作了 SYN+ACK 响应后等待对方回复三次握手阶段中的最后一个 ACK 的阶段。
net.ipv4.tcp_syncookies
该参数表示是否打开 TCP 同步标签(SYN_COOKIES),内核必须开启并编译 CONFIG_SYN_COOKIES,SYN_COOKIES 可以防止一个套接字在有过多试图连接到达时引起过载。默认值 0 表示关闭。
当该参数被设置为 1 且 SYN_RECV 队列满了之后,内核会对 SYN 包的回复做一定的修改,即,在响应的 SYN+ACK 包中,初始的序列号是由源 IP + Port、目的 IP + Port 及时间这五个参数共同计算出一个值组成精心组装的 TCP 包。由于 ACK 包中确认的序列号并不是之前计算出的值,恶意攻击者无法响应或误判,而请求者会根据收到的 SYN+ACK 包做正确的响应。启用 net.ipv4.tcp_syncookies 后,会忽略 net.ipv4.tcp_max_syn_backlog。
net.ipv4.tcp_synack_retries
该参数指明了处于 SYN_RECV 状态时重传 SYN+ACK 包的次数。
net.ipv4.tcp_abort_on_overflow
设置该参数为 1 时,当系统在短时间内收到了大量的请求,而相关的应用程序未能处理时,就会发送 Reset 包直接终止这些链接。建议通过优化应用程序的效率来提高处理能力,而不是简单地 Reset。默认值: 0。
net.core.somaxconn
该参数定义了系统中每一个端口最大的监听队列的长度,是个全局参数。该参数和 net.ipv4.tcp_max_syn_backlog 有关联,后者指的是还在三次握手的半连接的上限,该参数指的是处于 ESTABLISHED 的数量上限。若您的 ECS 实例业务负载很高,则有必要调高该参数。listen(2) 函数中的参数 backlog 同样是指明监听的端口处于 ESTABLISHED 的数量上限,当 backlog 大于 net.core.somaxconn时,以 net.core.somaxconn 参数为准。
net.core.netdev_max_backlog
当内核处理速度比网卡接收速度慢时,这部分多出来的包就会被保存在网卡的接收队列上,而该参数说明了这个队列的数量上限。