TCP协议的RST标志位

Posted 2021-04-15 车载以太网测试

“TCP首部字段有6个是flags，每个标志位有特殊的含义，它们可以单独存在，也可以同时存在。对于接收方，不同的标志位代表不同的意思，需要做正确的处理”

01

Flags

可以在链接https://support.huawei.com/hedex/hdx.do?docid=EDOC1000105967查看各协议层协议首部字段及其含义

TCP协议首部格式

上图标注的红圈里有6个标志位，每个标志位占用一个比特

URG

紧急指针有效标识。它告诉系统此报文段中有紧急数据，应尽快传送（相当于高优先级的数据）

ACK

确认序号有效标识。只有当ACK=1时确认号字段才有效。当ACK=0时，确认号无效

PSH

标识接收方应该尽快将这个报文段交给应用层。接收到PSH = 1的TCP报文段，应尽快的交付接收应用进程，而不再等待整个缓存都填满了后再向上交付

RST

重建连接标识。当RST=1时，表明TCP连接中出现严重错误（如由于主机崩溃或其他原因），必须释放连接，然后再重新建立连接

SYN

同步序号标识，用来发起一个连接。SYN=1表示这是一个连接请求或连接接受请求

FIN

发端完成发送任务标识。用来释放一个连接。FIN=1表明此报文段的发送端的数据已经发送完毕，并要求释放连接

02

RST

RST，Reset，复位标志，用于非正常地关闭连接。它是TCP协议首部里的一个标志位。发送RST包关闭连接时，直接丢弃缓冲区的包发送RST包（这个和发FIN包不同）。而接收端收到RST包后，也不必发送ACK包来确认

如何触发

正常地关闭连接用FIN标志位，但FIN标志位不能用来处理异常情况

• 举例

客户端和服务器TCP连接正常，突然服务器掉电重启，与客户端的TCP连接状态由于掉电而完全消失。之后，客户端发给服务器任何消息，都会触发服务器发RST作为回应。服务器之所以发RST，是因为连接不存在，通过Reset状态位，间接告诉客户端异常情况的存在。如果Reset顺利到达客户端，客户端意识到异常发生了，会立马释放该TCP连接所占用的内存资源（状态、数据）、以及端口号，且不会回复ACK

• 连接未监听的端口

连接一个未监听的端口，则被连接方会发送一个RST。也就是说主机传输层TCP程序接收到一个SYN包，而这个SYN包目的端口并没有socket监听，那么主机的协议栈会直接回复一个RST

• 目的主机或网络路径中的防火墙拦截

如果目的主机或者网络路径中显式的设置了对数据包的拦截

使用iptables对主机的防火墙添加了一条规则，对于目的端口是60000的TCP报文，丢弃并回复RST

• socket接收缓冲区Recv-Q中的数据未完全被应用程序读取时关闭该socket
  

接收到的数据缓存在缓冲区Recv-Q，它们等待被上层应用取走，如果缓冲区Recv-Q有数据未被应用取走，而此时调用了socket.close()方法强行关闭TCP连接，那么TCP协议程序发送的就不是FIN，而是RST

• 向已关闭的socket发送数据
  

顾名思义，主机传输层TCP协议程序接收到一条TCP数据报，而目的端口并没有socket监听，那么主机的协议栈会直接回复一个RST

• 向已关闭的连接发送FIN

主机传输层TCP协议程序接收到一条FIN，而目的端口并没有socket监听，那么主机的协议栈会直接回复一个RST

• 向已经消逝的连接中发送数据

和上面的举例相同

• 请求超时后收到回复
  

主机创建socket，设置SO_RCVTIMEOUT选项为100ms，向对端发送SYN，过了100ms后才收到ACK+SYN，那么主机的协议栈会直接回复一个RST

• SO_LINGER

socket设置SO_LINGER选项，socket调用close()函数时，会直接丢弃缓冲区Send_Q未发完的数据，并发送RST

• Linux下启用TIME_WAIT快速回收 

修改/etc/sysctl.conf中内核参数：

net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1

当收到的SYN包的timestamp比上次的小时，就会发RST

TCP socket在任何状态下，只要收到RST包，即可进入CLOSED初始状态，不会有任何回应。至于是否通知上层应用，要根据应用程序是阻塞模式还是非阻塞模式：

阻塞模型下，内核无法主动通知应用层出错，只有应用层主动调用read()或者write()这样的IO系统调用时，内核才会利用出错来通知应用层对端RST

非阻塞模型下，select或者epoll会返回sockfd可读,应用层对其进行读取时，read()会报错RST

03

总结

• FIN是客户端或服务器正常关闭tcp连接发的包，发送缓冲区Send-Q数据发完才会发FIN
• RST是客户端或服务器异常关闭tcp连接发的包，通常都是主机收到不存在的tcp通道的tcp报文，主机“被迫”回复RST告知对方tcp连接异常，收到RST的一方就会关闭这个socket，释放所有socket信息，且不会回复ACK

扫描二维码关注“车载以太网测试”