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三次握手四次挥手之全连接半连接队列

什么是全连接半连接

在 TCP 三次握手的时候,Linux 内核会维护两个队列,分别是:

  • 半连接队列,也称 Listen 队列;
  • 全连接队列,也称 accept 队列;

工作原理

每一个socket执行listen时,内核会自动创建一个半连接队列和全连接队列。

服务端收到客户端发起的 SYN 请求后,内核会把该连接存储到 半连接 队列,并向客户端响应 SYN+ACK,此时服务端处于SYN_RCYD状态。
接着客户端会返回 ACK,服务端收到第三次握手的 ACK 后,内核会把连接从半连接队列移除,并将其添加到 全连接 队列,等待进程调用 accept 函数时把连接取出来。

所以,accept方法只是为了从全连接队列中拿出一条连接,本身跟三次握手几乎毫无关系。
在这里插入图片描述

半连接队列(listen队列):

  • 服务器listen socket收到客户端SYN请求后,放入这个队列等待连接建立。

  • 队列长度即listen()函数形参中的backlog参数大小。

  • 记录了完成了客户端到服务器SYN报文的连接请求。

  • 队列满时,新SYN请求会被丢弃。

全连接队列(accept队列):

  • 记录了完成TCP三次握手,但还未被accept()取出的连接。
  • 这些连接完成了SYN和SYN+ACK报文的发送。
  • 当应用程序调用accept()时,从这个队列中取出完成连接。
  • 队列满时,已完成的连接会被丢弃。
  • 队列长度由内核根据需要动态调整。

不管是半连接队列还是全连接队列,都有最大长度限制,超过限制时,内核会直接丢弃,或返回 RST 包(在TCP通信中,RST包用于终止连接或者中断双方之间的通信。当一方希望立即中断TCP连接时,它可以发送一个RST包给对方)。

意义

  1. 减轻服务器accept压力,提高连接效率
  • 将三次握手分阶段进行,不需要立即accept,减少服务器立即处理连接的压力。
  1. 防止同时大量连接淹没服务器
  • 通过队列缓冲和丢弃机制,防止过多连接集中淹没服务器。

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