TCP协议之三次握手（二）

本节主要研究三次握手出现的一些异常情况和编程相关的知识：

上一节分析了三次握手的过程，本节会回答一些三次握手的小问题，然后利用linux系统调用实践一下简单的网络的编程。

三次握手的常见问题

Q 向一个不存在但合法的公网IP任意端口发送SYN包会出现什么情况？

A 返回ICMP主机不可达。

Q 向一个存在的IP但未绑定的端口发送SYN包会出现什么情况

A 返回 TCP RST segement

Q 第一个SYN包丢失了，客户机会采取什么动作？

A 重传，重试几次后失败，连接失败

Q 为什么建立连接过程不是四次

A Server的SYN &ACK放到一个TCP segment中传给了client

Q 什么时候将会出现4次的 TCP segment交互

A 连接同时断开

Q 第二个SYN2（SYN2 + ACK1）丢失了将会出现什么情况。

A Client收不到SYN2而不发送ACK2， Server端超时重传。

Q：ACK2丢失了将会怎么样

A: 如果出现了大量ACK丢失，未完成的队列就会出现满的状态，从而不能接受SYN1，这就是dos攻击。

三次握手编程实践

参考这里：编程实践

connect 函数能为客户端主动连接服务器，建立连接通过三次握手，而这个连接的过程是由内核完成的，不是由函数完成的。connect函数默认会一直阻塞，知道三次握手成功或者超时失败菜户返回。

对于服务器是被动连接的TCP三次握手也不是由这个函数完成的，listen作用仅仅告诉内核一些信息。而且listen函数不会阻塞，它主要做的事情是将套接字和对应度列的长度告诉linux内核，然后listen函数就结束了。

当由一个客户端主动连接，linux内核就自动完成TCP的三次握手。

三次握手的连接队列

listen（）函数的第二个参数（backlog）的作用， 告诉内核连接队列的长度。为了更好理解backlog参数，我们必须认识到内核任何一个给定的监听套接口维护一个队列，该队列由两部分构成，分别是完成连接队列，未完成连接队列：

1. 未完成连接队列，每当服务端收到有一个SYN分节，就会将客户端放入未完成连接队列，而服务器处于 SYN_RECV 状态
2. 已完成连接队列，当客户端和服务器彻底完成三次握手的过程，客户端从未完成的连接队列升级成为已完成的连接队列，并从未完成的连接队列中清空该客户端， 这些套接口处于ESTABLISHED状态

当来自客户端的SYN到达时， TCP未完成连接队列中创建一个新项，然后知道三次握手的第三个分节到达服务器或者超时为止。

如果三次握手正常完成， 该项就从未完成连接队列移到已完成的队列的队尾。

backlog参数历史上被定义为上面两个队列的大小之和。这个数值默认是128.

accept（）函数的功能是从连接队列的头部去除一个已经完成的连接，如果这个队列没有已经完成的连接，accept（）函数就会阻塞，知道去除队列中已经完成的用户连接为止。

如果服务器不能及时调用accept函数及时的取走已完成的连接，队列满了会怎样。队列满了以后，服务器不会再对新建立的连接syn进行应答，所以客户端的connect就会返回ETIMEDOUT，但是linux不会这样，只是会延迟收到。具体代码参看编程实践

这个连接队列究竟是怎么工作的有待研究。