TCP协议--复位报文段

《Linux高性能服务器编程》阅读笔记：

在某些特定的场合，TCP连接的一段会向另一端发送TCP头部信息携带RST标志的报文段，即复位报文段，以通知对方关闭连接或者重新建立连接。

1. 访问不存在的端口

对于UDP协议，当一个数据报到达目的端口时，该端口没被监听使用，它将产生一个ICMP端口不可达的信息；对于TCP，目的主机将会产生一个复位报文段返回。

例如，在一台机器上登录目标机器的telnet服务器，使用的是目标机器不存在的端口54321，用tcpdump抓取过程中两台机器交换的TCP报文段:

$ sudo tcpdump -nt -i eth0 port 54321
$ telnet 192.168.239.101 54321     #在另一终端运行

tcpdump抓取的数据包:

IP 192.168.239.101.55116 > 192.168.239.104.54321: Flags [S], seq 2991810862, win 29200, options [mss 1460,sackOK,TS val 42342 ecr 0,nop,wscale 7], length 0
IP 192.168.239.104.54321 > 192.168.239.101.55116: Flags [R.], seq 0, ack 2991810863, win 0, length 0

由此可见，目标机器对连接请求(同步报文段)回应了一个复位报文段(tcpdump输出R标志)。因为复位报文段的接收通告窗口大小为0，即收到复位报文段的一段应该关闭连接或者重新连接，而不可回复此复位报文段。另外，当客户端程序向服务端的某个端口发起连接，而该端口仍被处于TIME_WAIT状态的连接所占用，客户端程序也会收到复位报文段。

2. 处理半打开连接

服务端(或客户端)关闭或者异常终止了连接，而对方没有收到结束报文段(可能发生网络故障)，此时客户端(或服务器)还维持原来的连接，而服务端(或客户端)即使重启，也已没有该连接的任何信息。这就是半打开连接。如果客户端(或服务器)往处于板打开状态的连接写数据，则对方也会回复一个复位报文段。

模拟半打开连接: 在ubuntu11.04机器上使用nc命令模拟一个服务器程序，使之监听12345端口:

$ nc -l 12345

从ubuntu14.04机器上运行telnet命令登录到该端口，登录前先在另一终端运行tcpdump命令抓取数据报文:

$ sudo tcpdump -nt -i eth0 port 12345
$ telnet 192.168.239.151 12345

登录成功后拔掉机器之间的网线，再在服务器机器上强制退出nc程序(ctrl + c)。拔掉网线的目的是强制退出nc程序时发出的结束报文无法到达ubuntu14.04机器，这是ubuntu14.04运行的telnet客户端维持着一个半打开的连接，然后接上上网线，并从客户端往半打开连接写入1字节数据，可见服务器机器也会回复复位报文。

3. 异常终止连接

TCP协议提供了异常终止一个连接的方法，即给对方发送一个复位报文段，一旦发送了该报文，发送端所有排队等待发送的数据都将被丢弃，接收端将关闭或者重新建立连接。应用程序可以设置socket选项SO_LINGER来发送复位报文段，以异常终止一个连接。