4.4TCP半连接队列和全连接队列

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什么是 TCP 半连接队列和全连接队列？

TCP 全连接队列溢出

如何知道应用程序的 TCP 全连接队列大小？

如何模拟 TCP 全连接队列溢出的场景？

全连接队列溢出会发生什么 ?

如何增大全连接队列呢 ?

TCP 半连接队列溢出

如何查看 TCP 半连接队列长度？

如何模拟 TCP 半连接队列溢出场景？

大部分人都说 tcp_max_syn_backlog 是指定半连接队列的大小，是真的吗 ?

源码分析半连接队列的最大值是如何决定的？

TCP 第一次握手（收到 SYN 包）时会被丢弃的三种条件？

如果SYN 半连接队列已满，只能丢弃连接吗 ?

如何防御 SYN 攻击?​

什么是 TCP 半连接队列和全连接队列？

TCP三次握手时候，Linux内核会维护两个队列：

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

服务器接收到客户端SYN的时候，内核会将该连接放入半连接队列，并向客户端发送ACK+SYN，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中移除，然后创建新的完全的连接，并将其添加到accept队列，等待进程调用accept函数时把连接取出来。

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。 

TCP 全连接队列溢出

如何知道应用程序的 TCP 全连接队列大小？

$ ss -lnt

# -l 显示正在监听 ( listening ) 的 socket

# -n 不解析服务名称

# -t 只显示 tcp socket

如何模拟 TCP 全连接队列溢出的场景？

wrk工具，简单的 HTTP 压测工具，在单机多核 CPU 的条件下，使用系统自带的高性能 I/O 机制，通过多线程和事件模式，对目标机器产生大量的负载。

当服务端并发处理大量请求时，如果 TCP 全连接队列过小，就容易溢出。发生 TCP 全连接队溢出的时候，后续的请求就会被丢弃，这样就会出现服务端请求数量上不去的现象。

全连接队列溢出会发生什么 ?

Linux 有个参数可以指定当 TCP 全连接队列满了会使用什么策略来回应客户端，丢弃是默认选择，还可以选择向客户端RST复位报文，告诉客户端连接已经建立失败。

如何增大全连接队列呢 ?

TCP 全连接队列的最大值取决于 somaxconn 和 backlog 之间的最小值，也就是 min(somaxconn, backlog)。

TCP 半连接队列溢出

如何查看 TCP 半连接队列长度？

服务端处于 SYN_RECV 状态的 TCP 连接，就是 TCP 半连接队列。

如何模拟 TCP 半连接队列溢出场景？

对服务端一直发送 TCP SYN 包，但是不回第三次握手 ACK，这样就会使得服务端有大量的处于 SYN_RECV 状态的 TCP 连接。所谓的 SYN 洪泛、SYN 攻击、DDos 攻击。

大部分人都说 tcp_max_syn_backlog 是指定半连接队列的大小，是真的吗 ?

半连接队列最大值不是单单由 max_syn_backlog 决定，还跟 somaxconn 和 backlog 有关系。

源码分析半连接队列的最大值是如何决定的？

在一些系统中，半连接队列的最大值会取 somaxconn、backlog 和 max_syn_backlog 三者中的最小值，以确保在不同层面上都有适当的限制。

TCP 第一次握手（收到 SYN 包）时会被丢弃的三种条件？

如果SYN 半连接队列已满，只能丢弃连接吗 ?

开启 syncookies 功能就可以在不使用 SYN 半连接队列的情况下成功建立连接，当开启了 syncookies 功能就不会丢弃连接。

如何防御 SYN 攻击?

①：要想增大半连接队列，我们得知不能只单纯增大 tcp_max_syn_backlog 的值，还需一同增大 somaxconn 和 backlog，也就是增大全连接队列。

②：开启 tcp_syncookies 功能的方式也很简单，修改 Linux 内核参数：

③：当服务端受到 SYN 攻击时，就会有大量处于 SYN_RECV 状态的 TCP 连接，处于这个状态的 TCP 会重传 SYN+ACK ，当重传超过次数达到上限后，就会断开连接。