tcp/ip协议栈-tcp层（1）

来源：互联网发布：java timestamp 比较编辑：程序博客网时间：2024/06/05 07:47

0x01 缘由

上章节简单学习了内核网络栈路由的过程，这章节继续tcp三次握手过程。

0x02 调式环境

在guest虚拟机中跑一个server端，然后其他机器跑个客户端进行分析。

0x03 源码解析

主要分几部分来：

1.收到客户端syn包处理流程

2.服务端构造syn + ack相应客户端

3.客户端发送ack给服务端连接建立

1、2过程调用图

过程1的源码分析：

1.1 tcp_v4_rcv()函数解析

 *    在 tcp_input.c 中调用 */int tcp_v4_rcv(struct sk_buff *skb){    const struct iphdr *iph; //ip头部结构    struct tcphdr *th;    //tcp头部结构    struct sock *sk;            //对应的应用层头部结构    int ret;    struct net *net = dev_net(skb->dev); //网络设备相关    if (skb->pkt_type != PACKET_HOST) //不是指向本机，抛弃        goto discard_it;    /* 省略部分代码，下面是对tcp头部进行校验，数据偏移 */    th = tcp_hdr(skb);    if (th->doff < sizeof(struct tcphdr) / 4)        goto bad_packet;    /* 省略部分代码 */    th = tcp_hdr(skb);    iph = ip_hdr(skb);    TCP_SKB_CB(skb)->seq = ntohl(th->seq); //tcp序号    TCP_SKB_CB(skb)->end_seq = (TCP_SKB_CB(skb)->seq + th->syn + th->fin +                    skb->len - th->doff * 4); //tcp结束序号 开始序号 + 数据长度    TCP_SKB_CB(skb)->ack_seq = ntohl(th->ack_seq); //ack序号    TCP_SKB_CB(skb)->when     = 0;        //窗口大小    TCP_SKB_CB(skb)->flags     = iph->tos; //标识    TCP_SKB_CB(skb)->sacked     = 0; //拥塞处理    /* 查询是否已经存在对应的sock结构.        TCP 通过搜索 tcp_hashinfo 查找已经建立的 sock{}，不过出于性能的考虑，        凡是出于 TCP_ESTABLISHED 状态的 sock{}放入了 tcp_hashinfo->ehash 表        中，而处于 TCP_LISTEN 状态的 sock{}放入了 tcp_hashinfo->lhash 表中。    */    sk = __inet_lookup_skb(&tcp_hashinfo, skb, th->source, th->dest);    if (!sk)        goto no_tcp_socket;process:    //tcp目前的状态    if (sk->sk_state == TCP_TIME_WAIT)        goto do_time_wait;    //过滤相关    if (sk_filter(sk, skb))        goto discard_and_relse;    skb->dev = NULL;    bh_lock_sock_nested(sk);    ret = 0;    if (!sock_owned_by_user(sk)) {#ifdef CONFIG_NET_DMA        struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);        if (!tp->ucopy.dma_chan && tp->ucopy.pinned_list)            tp->ucopy.dma_chan = dma_find_channel(DMA_MEMCPY);        if (tp->ucopy.dma_chan)            ret = tcp_v4_do_rcv(sk, skb);        else#endif        {            if (!tcp_prequeue(sk, skb))                ret = tcp_v4_do_rcv(sk, skb); //进入下一个处理函数；        }    } else        sk_add_backlog(sk, skb);    bh_unlock_sock(sk);    sock_put(sk);    return ret;    /* 省略部分代码*/}

1.2 tcp_v4_do_rcv ()函数解析

 int tcp_v4_do_rcv(struct sock *sk, struct sk_buff *skb){    struct sock *rsk;    /* 如果连接到了建立的状态，则走快速路径。*/    if (sk->sk_state == TCP_ESTABLISHED) { /* Fast path */        TCP_CHECK_TIMER(sk);        //后面讲解        if (tcp_rcv_established(sk, skb, tcp_hdr(skb), skb->len)) {            rsk = sk;            goto reset;        }        TCP_CHECK_TIMER(sk);        return 0;    }    //检查数据长度    if (skb->len < tcp_hdrlen(skb) || tcp_checksum_complete(skb))        goto csum_err;    //处理监听状态    if (sk->sk_state == TCP_LISTEN) {        //处理相关请求        struct sock *nsk = tcp_v4_hnd_req(sk, skb);        if (!nsk)            goto discard;        if (nsk != sk) {            if (tcp_child_process(sk, nsk, skb)) {                rsk = nsk;                goto reset;            }            return 0;        }    }    TCP_CHECK_TIMER(sk);    //tcp状态机处理    if (tcp_rcv_state_process(sk, skb, tcp_hdr(skb), skb->len)) {        rsk = sk;        goto reset;    }    TCP_CHECK_TIMER(sk);    return 0;reset:    //发送rst包    tcp_v4_send_reset(rsk, skb);    /* 部分代码省略 */}

1.3 tcp_rcv_state_process()函数解析

不管是客户端还是服务器端，当连接不是 TCP_ESTABLISHED 状态的时候，就会调用 tcp_rcv_state_process 函数，这就是专门处理 3 次握手协议的状态机处理函数。对于服务器端 TCP

协议栈，当收到一个 connect 请求时，会去调用此函数中出现的 tp->af_specific->conn_request(sk, skb)，也就是 tcp_v4_conn_request，如果不记得如何指向此函数，请参考 TCP 的 socket 初始化：

下面仅讲解单步调式过程中一些关键函数：

 int tcp_rcv_state_process(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,              struct tcphdr *th, unsigned len){    struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);    struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);    int queued = 0;    int res;    tp->rx_opt.saw_tstamp = 0;    switch (sk->sk_state) {    case TCP_CLOSE:        goto discard;    case TCP_LISTEN:        //服务端处理监听状态        if (th->ack)//检查ack标识            return 1;        if (th->rst)//检查rst标识，rst标识导致数据包丢弃            goto discard;        if (th->syn) {            //处理syn过程，下一个函数查看这个            if (icsk->icsk_af_ops->conn_request(sk, skb) < 0)                return 1;            kfree_skb(skb);            return 0;        }        goto discard;    case TCP_SYN_SENT:        queued = tcp_rcv_synsent_state_process(sk, skb, th, len);        if (queued >= 0)            return queued;        /* Do step6 onward by hand. */        tcp_urg(sk, skb, th);        __kfree_skb(skb);        tcp_data_snd_check(sk);        return 0;    }    res = tcp_validate_incoming(sk, skb, th, 0);    if (res <= 0)        return -res;    /* 省略大部分代码，暂不关注 */    }    return 0;}

1.4 tcp_rcv_state_process()函数解析

/* *  处理一个输入包SYN_RECV sockets代表一个请求sock。 */struct sock *tcp_check_req(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,               struct request_sock *req,               struct request_sock **prev){    /* 检查为纯syn重传 */    if (TCP_SKB_CB(skb)->seq == tcp_rsk(req)->rcv_isn &&        flg == TCP_FLAG_SYN &&        !paws_reject) {        req->rsk_ops->rtx_syn_ack(sk, req);        return NULL;    }    /* 省略相关代码 */}

1.5 tcp_v4_send_synack ()函数解析

static int tcp_v4_send_synack(struct sock *sk, struct request_sock *req){    return __tcp_v4_send_synack(sk, req, NULL);}/* *    在接收到一个SYN包时发送一个SYN-ACK *    尽在request_sock 中 */static int __tcp_v4_send_synack(struct sock *sk, struct request_sock *req,                struct dst_entry *dst){    const struct inet_request_sock *ireq = inet_rsk(req);    int err = -1;    struct sk_buff * skb;    /* First, grab a route. */    if (!dst && (dst = inet_csk_route_req(sk, req)) == NULL)        return -1;    skb = tcp_make_synack(sk, dst, req); //构造syn + ack包    if (skb) {        struct tcphdr *th = tcp_hdr(skb);        //校验和        th->check = tcp_v4_check(skb->len,                     ireq->loc_addr,                     ireq->rmt_addr,                     csum_partial(th, skb->len,                              skb->csum));        //构造包并发送        err = ip_build_and_send_pkt(skb, sk, ireq->loc_addr,                        ireq->rmt_addr,                        ireq->opt);        err = net_xmit_eval(err);    }    dst_release(dst);    return err;}

0x04 总结

此处简单学了服务端收到一个syn收的处理过程，下一步继续学习三次握手的过程。(学习过程，大神勿喷，多指点)

阅读全文

0 0