评论

收藏

网络连接断掉之后,究竟会发生什么···

网络安全 网络安全 发布于:2021-07-08 17:23 | 阅读数:243 | 评论:0

DSC0000.png

  文章目录




    • 连接正常结束:四次挥手,好好告别


      • 为何建立连接时一起传输,释放连接时却要分开传输?
      • 为什么客户端在TIME-WAIT阶段要等2MSL?

    • 故障模式


      • 网络中断
      • 对端有 FIN 包发出
      • 服务器断开



  网络断掉之后,emmm,不知道是一种什么体验,飞机坐过吧,其实还好啦,能忍得了的。
  好了好了,这篇不是水文,是有东西的。

连接正常结束:四次挥手,好好告别
1)序号(sequence number):Seq序号,占32位,用来标识从TCP源端向目的端发送的字节流,发起方发送数据时对此进行标记。
2)确认号(acknowledgement number):Ack序号,占32位,只有ACK标志位为1时,确认序号字段才有效,Ack=Seq+1。
3)标志位(Flags):共6个,即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN。具体含义如下:
ACK:确认序号有效。
RST:重置连接。
SYN:发起一个新连接。
FIN:释放一个连接。
DSC0001.png

为何建立连接时一起传输,释放连接时却要分开传输?
  建立连接时,被动方服务器端结束CLOSED阶段进入“握手”阶段并不需要任何准备,可以直接返回SYN和ACK报文,开始建立连接。释放连接时,被动方服务器,突然收到主动方客户端释放连接的请求时并不能立即释放连接,因为还有必要的数据需要处理,所以服务器先返回ACK确认收到报文,经过CLOSE-WAIT阶段准备好释放连接之后,才能返回FIN释放连接报文。
为什么客户端在TIME-WAIT阶段要等2MSL?
  为的是确认服务器端是否收到客户端发出的ACK确认报文
  当客户端发出最后的ACK确认报文时,并不能确定服务器端能够收到该段报文。所以客户端在发送完ACK确认报文之后,会设置一个时长为2MSL的计时器。MSL指的是Maximum Segment Lifetime:一段TCP报文在传输过程中的最大生命周期。2MSL即是服务器端发出为FIN报文和客户端发出的ACK确认报文所能保持有效的最大时长。
  服务器端在1MSL内没有收到客户端发出的ACK确认报文,就会再次向客户端发出FIN报文;
  如果客户端在2MSL内,再次收到了来自服务器端的FIN报文,说明服务器端由于各种原因没有接收到客户端发出的ACK确认报文。客户端再次向服务器端发出ACK确认报文,计时器重置,重新开始2MSL的计时;否则客户端在2MSL内没有再次收到来自服务器端的FIN报文,说明服务器端正常接收了ACK确认报文,客户端可以进入CLOSED阶段,完成“四次挥手”。
  所以,客户端要经历时长为2SML的TIME-WAIT阶段;这也是为什么客户端比服务器端晚进入CLOSED阶段的原因。
  这些东西毕竟都是停留在理论层面的,实际的场景可比这要错综复杂的多了。

故障模式
网络中断
  如果网络发生了中断,那就不用提什么“主动关闭”,什么“FIN”包了。TCP程序也并不能感应到连接异常,除非路由器发出一条ICMP报文,说明目的网络或主机不可达;或者说通过read或write调用才会返回UNreachable的错误。
  可惜大多数时候并不是如此,在没有 ICMP 报文的情况下,TCP 程序并不能理解感应到连接异常。如果程序是阻塞在 read 调用上,那么很不幸,程序无法从异常中恢复。
  如果程序先调用了 write 操作发送了一段数据流,接下来阻塞在 read 调用上,结果会非常不同。Linux 系统的 TCP 协议栈会不断尝试将发送缓冲区的数据发送出去,大概在重传 12 次、合计时间约为 9 分钟之后,协议栈会标识该连接异常,这时,阻塞的 read 调用会返回一条 TIMEOUT 的错误信息。如果此时程序还执着地往这条连接写数据,写操作会立即失败,返回一个 SIGPIPE 信号给应用程序。
  而一旦返回了这种信号,进程就会被终止掉了。也就是我们常说的,程序崩了。
对端有 FIN 包发出
  这种情况呢,是比较常见的了,至少在我这里是比较常见的,一般不会造成太恶劣的影响,除非在同一时间内有大批量的连接断开,那会占用很多的资源的。
  对端如果有 FIN 包发出,可能的场景是对端调用了 close 或 shutdown 显式地关闭了连接,也可能是对端应用程序崩溃,操作系统内核代为清理所发出的。从应用程序角度上看,无法区分是哪种情形。
  阻塞的 read 操作在完成正常接收的数据读取之后,FIN 包会通过返回一个 EOF 来完成通知,此时,read 调用返回值为 0。这里强调一点,收到 FIN 包之后 read 操作不会立即返回。你可以这样理解,收到 FIN 包相当于往接收缓冲区里放置了一个 EOF 符号,之前已经在接收缓冲区的有效数据不会受到影响。
服务器断开
DSC0002.png

  注意如果我们的速度不够快,导致服务器端从睡眠中苏醒,并成功将报文发送出来后,客户端会正常显示,此时我们停留,等待标准输入。如果不继续通过 read 或 write 操作对套接字进行读写,是无法感知服务器端已经关闭套接字这个事实的。
DSC0003.png

DSC0004.png

  一切尽在不言中,大家看图说话嘛。
  不过这次的学习倒是解答了遗忘在记忆海中一年前的疑惑。

  
关注下面的标签,发现更多相似文章