内核版本：Linux 3.10
内核源码地址：https://elixir.bootlin.com/linux/v3.10/source (包含各个版本内核源码，且网页可全局搜索函数)
《TCP三次握手源码分析(客户端发送SYN)》
《TCP三次握手源码分析(服务端接收SYN以及发送SYN+ACK)》
《TCP三次握手源码分析(客户端接收SYN+ACK以及发送ACK)》
一、服务端接收ACK
客户端发送第三次握手ACK报文，此时客户端sock的状态已经是ESTABLISHED。
随着ACK报文到达服务端，经过网卡、软中断，依然进入到tcp_v4_rcv。
1.tcp_v4_rcv()函数
细节详情见《TCP三次握手源码分析(服务端接收SYN以及发送SYN+ACK)》。
// file: net/ipv4/tcp_ipv4.c
int tcp_v4_rcv(struct sk_buff *skb)
{
......
//服务端其实有两个socket：服务端调用socket()函数初始化的监听socket和用于跟客户端建立连接用的通信socket
//根据报文的源地址和目的地址在established哈希表以及listen哈希表中查找连接
//之前服务端接收到客户端的SYN报文时，并未修改监听socket的状态，所以socket的状态依然是listen
//通信socket目前还处于半连接队列中
sk = __inet_lookup_skb(&tcp_hashinfo, skb, th->source, th->dest); //最终在listen哈希表中查找到状态为listen的sock
if (!sk) //没有找到接收的sock结构就跳转到no_tcp_socket
goto no_tcp_socket;
......
ret = 0;
if (!sock_owned_by_user(sk)) { //检测sock结构是否还可用(没有被用户锁定、没在使用)
......
{
if (!tcp_prequeue(sk, skb)) //链入预处理队列
ret = tcp_v4_do_rcv(sk, skb); //处理数据包
}
}
......
}
最终还是来到了tcp_v4_do_rcv()处理函数。
2.tcp_v4_do_rcv()函数
// file: net/ipv4/tcp_ipv4.c
int tcp_v4_do_rcv(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
{
struct sock *rsk;
......
if (sk->sk_state == TCP_ESTABLISHED) { //如果sock已经处于ESTABLISHED状态
...... //此时，服务器收到第三次握手的ACK，sock是同listen哈希表找到的监听sock，处于LISTEN状态
}
if (skb->len < tcp_hdrlen(skb) || tcp_checksum_complete(skb)) //检查数据块长度，检查校验和
goto csum_err;
if (sk->sk_state == TCP_LISTEN) { //如果sock处理LISTEN状态
struct sock *nsk = tcp_v4_hnd_req(sk, skb); //在半连接队列中查到到第一次握手创建的request sock
if (!nsk) //没有找到，丢弃数据包
goto discard;
if (nsk != sk) { //找到的nsk是通信sock，与sk(监听sock)不是同一个sock
sock_rps_save_rxhash(nsk, skb);
if (tcp_child_process(sk, nsk, skb)) { //处理新创建的sock
rsk = nsk;
goto reset;
}
return 0;
}
}
......
}
tcp_v4_hnd_req()函数在半连接队列中找到了第一次握手时创建的request sock结构；创建通信sock，并链入全连接队列中。
// file: net/ipv4/tcp_ipv4.c
static struct sock *tcp_v4_hnd_req(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
{
struct tcphdr *th = tcp_hdr(skb);
const struct iphdr *iph = ip_hdr(skb);
struct sock *nsk;
struct request_sock **prev;
// 查找连接请求结构(半连接队列查找)，找到了第一次握手时创建的request sock结构
struct request_sock *req = inet_csk_search_req(sk, &prev, th->source, iph->saddr, iph->daddr);
if (req)
return tcp_check_req(sk, skb, req, prev, false); //创建通信sock结构，将连接请求链入这个sock结构的接收队列(全连接队列)中
......
}
tcp_check_req()创建通信sock，加入ehash中，这样在下一次接收数据时，tcp_v4_rcv函数调用__inet_lookup_skb()查找sock结构则优先从ehash中获取通信sock；
同时删除半连接队列的request sock，还把通信sock链入到全连接队列。监听sock继续监听新的请求。
// file: net/ipv4/tcp_minisocks.c
struct sock *tcp_check_req(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, struct request_sock *req, struct request_sock **prev, bool fastopen)
{
struct tcp_options_received tmp_opt;
struct sock *child;
const struct tcphdr *th = tcp_hdr(skb);
__be32 flg = tcp_flag_word(th) & (TCP_FLAG_RST|TCP_FLAG_SYN|TCP_FLAG_ACK);
bool paws_reject = false;
......
// 创建通信sock，并初始化
// inet_csk(sk)->icsk_af_ops在tcp_v4_init_sock()中挂入ipv4_specific结构，因此最终执行的是tcp_v4_syn_recv_sock()
// tcp_v4_syn_recv_sock()克隆监听sock结构，并结合request sock的内容初始化一个新的通信sock，加入ehash、bhash中并修改通信sock的状态为SYN_RECV
child = inet_csk(sk)->icsk_af_ops->syn_recv_sock(sk, skb, req, NULL);
if (child == NULL)
goto listen_overflow;
inet_csk_reqsk_queue_unlink(sk, req, prev); //将request sock从半连接队列脱队
inet_csk_reqsk_queue_removed(sk, req); //递减半连接队列的计数器、删除SYNACK定时器
inet_csk_reqsk_queue_add(sk, req, child); //将通信sock链入到全连接队列
return child;
......
}
inet_csk(sk)->icsk_af_ops->syn_recv_sock(sk, skb, req, NULL)最终执行的是tcp_v4_syn_recv_sock()函数，里面做了很多事。
克隆监听sock结构，并结合request sock的内容初始化一个新的通信sock，加入ehash、bhash中并修改通信sock的状态为SYN_RECV等等。
此时监听sock为LISTEN状态，通信sock为SYN_RECV状态。这个地方与平时花的三次握手图稍微有些许差异，第三次握手时，服务端通信sock才被初始化为SYN_RECV状态。
3.tcp_child_process()函数
// file: net/ipv4/tcp_minisocks.c
int tcp_child_process(struct sock *parent, struct sock *child, struct sk_buff *skb)
{
int ret = 0;
int state = child->sk_state;
if (!sock_owned_by_user(child)) { //检查客户端sock是否可用
ret = tcp_rcv_state_process(child, skb, tcp_hdr(skb), skb->len); //根据监听sock的状态处理数据包
if (state == TCP_SYN_RECV && child->sk_state != state) //经过tcp_rcv_state_process()函数，监听sock的状态改变了
parent->sk_data_ready(parent, 0); //唤醒经常处理连接请求
} else {
__sk_add_backlog(child, skb); //否则放入后备队列中
}
bh_unlock_sock(child); //解锁
sock_put(child); //递减使用计数器
return ret;
}
兜兜转转，最终还是进入到了根据sock状态处理数据包的tcp_rcv_state_process()函数。不过此时使用的是通信sock，状态为SYN_RECV。
二、建立连接
// file: net/ipv4/tcp_input.c
int tcp_rcv_state_process(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, const struct tcphdr *th, unsigned int len)
{
struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
struct request_sock *req;
int queued = 0;
......
req = tp->fastopen_rsk; //fastopen选项相关
......
/* step 5: check the ACK field */
if (true) {
int acceptable = tcp_ack(sk, skb, FLAG_SLOWPATH | FLAG_UPDATE_TS_RECENT) > 0; //检查ACK确认号的合法值
switch (sk->sk_state) {
case TCP_SYN_RECV:
if (acceptable) {
if (req) { //fastopen走这个流程
tcp_synack_rtt_meas(sk, req);
tp->total_retrans = req->num_retrans;
reqsk_fastopen_remove(sk, req, false);
} else {
icsk->icsk_af_ops->rebuild_header(sk);
tcp_init_congestion_control(sk); ////初始化拥塞控制
tcp_mtup_init(sk); //mtu探测初始化
tcp_init_buffer_space(sk); ////初始化接收和发送缓存空间
tp->copied_seq = tp->rcv_nxt;
}
smp_mb();
tcp_set_state(sk, TCP_ESTABLISHED); //修改通信sock状态为ESTABLISHED
// 调用sock_def_wakeup唤醒该sock上等待队列的所有进程
// 即唤醒服务器程序来接收客户端的连接请求，对接了accept()内容中的inet_csk_wait_for_connect()函数
sk->sk_state_change(sk);
......
}
}
......
return 0;
}
三、总结
第三次握手，服务端所做的工作，就是把当前半连接对象删除，创建了通信sock后加入到全连接队列中，最后将新连接状态设置为 ESTABLISHED，唤醒服务器程序来接收客户端的连接请求。
标签：struct,ACK,req,sock,tcp,sk,源码,TCP,skb From： https://www.cnblogs.com/573583868wuy/p/17976000