【计算机网络 - 基础问题】每日 3 题(四十九)

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144. listen 时候参数 backlog 的意义?

Linux 内核中会维护两个队列:

  • 半连接队列(SYN 队列):接收到一个 SYN 建立连接请求,处于 SYN_RCVD 状态;
  • 全连接队列(Accpet 队列):已完成 TCP 三次握手过程,处于 ESTABLISHED 状态;

int listen (int socketfd, int backlog)

  • 参数一 socketfd 为 socketfd 文件描述符
  • 参数二 backlog,这参数在历史版本有一定的变化

在早期 Linux 内核 backlog 是 SYN 队列大小,也就是未完成的队列大小。

在 Linux 内核 2.2 之后,backlog 变成 accept 队列,也就是已完成连接建立的队列长度,所以现在通常认为 backlog 是 accept 队列。

但是上限值是内核参数 somaxconn 的大小,也就说 accpet 队列长度 = min(backlog, somaxconn)。

146. accept 发生在三次握手的哪一步?

我们先看看客户端连接服务端时,发送了什么?

  • 客户端的协议栈向服务端发送了 SYN 包,并告诉服务端当前发送序列号 client_isn,客户端进入 SYN_SENT 状态;
  • 服务端的协议栈收到这个包之后,和客户端进行 ACK 应答,应答的值为 client_isn+1,表示对 SYN 包 client_isn 的确认,同时服务端也发送一个 SYN 包,告诉客户端当前我的发送序列号为 server_isn,服务端进入 SYN_RCVD 状态;
  • 客户端协议栈收到 ACK 之后,使得应用程序从 connect 调用返回,表示客户端到服务端的单向连接建立成功,客户端的状态为 ESTABLISHED,同时客户端协议栈也会对服务端的 SYN 包进行应答,应答数据为 server_isn+1;
  • ACK 应答包到达服务端后,服务端的 TCP 连接进入 ESTABLISHED 状态,同时服务端协议栈使得 accept 阻塞调用返回,这个时候服务端到客户端的单向连接也建立成功。至此,客户端与服务端两个方向的连接都建立成功。

从上面的描述过程,我们可以得知客户端 connect 成功返回是在第二次握手,服务端 accept 成功返回是在三次握手成功之后。

147. 客户端调用 close 了,连接是断开的流程是什么?

我们看看客户端主动调用了 close,会发生什么?

  • 客户端调用 close,表明客户端没有数据需要发送了,则此时会向服务端发送 FIN 报文,进入 FIN_WAIT_1 状态;
  • 服务端接收到了 FIN 报文,TCP 协议栈会为 FIN 包插入一个文件结束符 EOF 到接收缓冲区中,应用程序可以通过 read 调用来感知这个 FIN 包。这个 EOF 会被放在已排队等候的其他已接收的数据之后,这就意味着服务端需要处理这种异常情况,因为 EOF 表示在该连接上再无额外数据到达。此时,服务端进入 CLOSE_WAIT 状态;
  • 接着,当处理完数据后,自然就会读到 EOF,于是也调用 close 关闭它的套接字,这会使得服务端发出一个 FIN 包,之后处于 LAST_ACK 状态;
  • 客户端接收到服务端的 FIN 包,并发送 ACK 确认包给服务端,此时客户端将进入 TIME_WAIT 状态;
  • 服务端收到 ACK 确认包后,就进入了最后的 CLOSE 状态;
  • 客户端经过 2MSL 时间之后,也进入 CLOSE 状态;
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