将状态设置为 TCP_SYN_RECV 后内核如何继续进行三向握手

Question

我试图了解 TCP 三向握手在 Linux 内核版本 2.6.33 中是如何实现的。

我从函数accept()开始，这导致我：

accept()==>sys_accept()==>sys_accept4()==>inet_accept()==>inet_csk_accept()

现在我陷入了inet_csk_accept( ）。

struct sock *inet_csk_accept(struct sock *sk, int flags, int *err)
 {
     struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
     struct sock *newsk;
     int error;

     lock_sock(sk);

     /* We need to make sure that this socket is listening,
      * and that it has something pending.
      */
     error = -EINVAL;
     if (sk->sk_state != TCP_LISTEN)
             goto out_err;

     /* Find already established connection */
     if (reqsk_queue_empty(&icsk->icsk_accept_queue)) {
             long timeo = sock_rcvtimeo(sk, flags & O_NONBLOCK);

             /* If this is a non blocking socket don't sleep */
             error = -EAGAIN;
             if (!timeo)
                     goto out_err;

             error = inet_csk_wait_for_connect(sk, timeo);
             if (error)
                     goto out_err;
     }

     newsk = reqsk_queue_get_child(&icsk->icsk_accept_queue, sk);
     WARN_ON(newsk->sk_state == TCP_SYN_RECV);
 out:
     release_sock(sk);
     return newsk;
 out_err:
     newsk = NULL;
     *err = error;
     goto out;
 }

我的问题是程序何时进入

WARN_ON(newsk->sk_state == TCP_SYN_RECV);

1. 三向握手已完成？

2. 服务器发送ACK的代码在哪里？

3. 服务器确认客户端ACK的代码在哪里？

4. 或者如果我一开始就错了，那么三向握手是否全部在 accpet() 内部实现？

谢谢

Answer 1

TCP 的实际套接字逻辑位于

net/ipv4/tcp_input.c

套接字状态机中，位于

int tcp_rcv_state_process(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
              struct tcphdr *th, unsigned len)

实现所有套接字状态转换（包括三向握手）的函数中。
该函数的调用方式如下：

tcp_v4_rcv => tcp_v4_do_rcv => tcp_rcv_state_process

对于每个收到的 TCP 数据包。该调用由接口驱动程序（即网络适配器的驱动程序）发起。

accept() 仅等待套接字状态从 TCP_LISTEN 更改为 TCP_ESTABLISHED。状态 TCP_LISTEN 由 listen() 设置。实际的状态更改是在 tcp_rcv_state_process 中执行的。

所以这个过程是异步的。调用 accept() 不会直接导致调用 tcp_rcv_state_process

Answer 2

状态转换涉及许多功能。但一般来说，有一个通用函数只改变状态：tcp_set_state()。

在 net/ipv4/*.c 源中执行 grep：

tcp.c:  tcp_set_state(sk, ns);
tcp.c:      tcp_set_state(sk, TCP_CLOSE);
tcp.c:      tcp_set_state(sk, TCP_CLOSE);
tcp.c:          tcp_set_state(sk, TCP_CLOSE);
tcp.c:          tcp_set_state(sk, TCP_CLOSE);
tcp.c:      tcp_set_state(sk, TCP_CLOSE);
tcp.c:  tcp_set_state(sk, TCP_CLOSE);
tcp_input.c:        tcp_set_state(sk, TCP_CLOSE_WAIT);
tcp_input.c:        tcp_set_state(sk, TCP_CLOSING);
tcp_input.c:    tcp_set_state(sk, TCP_ESTABLISHED);
tcp_input.c:        tcp_set_state(sk, TCP_SYN_RECV);
tcp_input.c:        tcp_set_state(sk, TCP_ESTABLISHED);
tcp_input.c:        tcp_set_state(sk, TCP_FIN_WAIT2);
tcp_ipv4.c: tcp_set_state(sk, TCP_SYN_SENT);
tcp_ipv4.c: tcp_set_state(sk, TCP_CLOSE);

现在随机选择其中之一：

tcp.c：tcp_fin()，它处理 FIN 状态转换：

static void tcp_fin(struct sock *sk)
{
        struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
        const struct dst_entry *dst;

        inet_csk_schedule_ack(sk);

        sk->sk_shutdown |= RCV_SHUTDOWN;
        sock_set_flag(sk, SOCK_DONE);

        switch (sk->sk_state) {
        case TCP_SYN_RECV:
        case TCP_ESTABLISHED:
                /* Move to CLOSE_WAIT */
                tcp_set_state(sk, TCP_CLOSE_WAIT);

所以您可以从上面看到之前的（即 TCP_SYN_RECV）和通过 tcp_set_state() 函数更改状态后。

在另一个函数（也是tcp_input.c）中：

static int tcp_rcv_synsent_state_process()

这里是通过调用tcp_set_state()对TCP_SYN_RECV进行设置，然后继续进行其他处理。

上述任一场景都涵盖了 TCP_SYN_RECV 状态之后的状态处理。