TCP半连接队列要是满了会怎么样?

一般是丢弃,但这个行为可以通过 tcp_syncookies 参数去控制。但比起这个,更重要的是先了解下半连接队列为什么会被打满。

首先我们需要明白,一般情况下,半连接的"生存"时间其实很短,只有在第一次和第三次握手间,如果半连接都满了,说明服务端疯狂收到第一次握手请求,如果是线上游戏应用,能有这么多请求进来,那说明你可能要富了。但现实往往比较骨感,你可能遇到了SYN Flood攻击

所谓SYN Flood攻击,可以简单理解为,攻击方模拟客户端疯狂发第一次握手请求过来,在服务端憨憨地回复第二次握手过去之后,客户端死活不发第三次握手过来,这样做,可以把服务端半连接队列打满,从而导致正常连接不能正常进来。

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syn攻击

那这种情况怎么处理?有没有一种方法可以绕过半连接队列

有,上面提到的tcp_syncookies派上用场了。

# cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_syncookies
1

当它被设置为1的时候,客户端发来第一次握手SYN时,服务端不会将其放入半连接队列中,而是直接生成一个cookies,这个cookies会跟着第二次握手,发回客户端。客户端在发第三次握手的时候带上这个cookies,服务端验证到它就是当初发出去的那个,就会建立连接并放入到全连接队列中。可以看出整个过程不再需要半连接队列的参与。

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  • 会有一个cookies队列吗?
  • 生成是cookies,保存在哪呢?
  • 是不是会有一个队列保存这些cookies?

我们可以反过来想一下,如果有cookies队列,那它会跟半连接队列一样,到头来,还是会被SYN Flood 攻击打满。

实际上cookies并不会有一个专门的队列保存,它是通过通信双方的IP地址端口、时间戳、MSS等信息进行实时计算的,保存在TCP报头seq里。

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tcp报头_seq的位置

当服务端收到客户端发来的第三次握手包时,会通过seq还原出通信双方的IP地址端口、时间戳、MSS,验证通过则建立连接。

cookies方案为什么不直接取代半连接队列?

目前看下来syn cookies方案省下了半连接队列所需要的队列内存,还能解决 SYN Flood攻击,那为什么不直接取代半连接队列?

凡事皆有利弊,cookies方案虽然能防 SYN Flood攻击,但是也有一些问题。因为服务端并不会保存连接信息,所以如果传输过程中数据包丢了,也不会重发第二次握手的信息。

另外,编码解码cookies,都是比较耗CPU的,利用这一点,如果此时攻击者构造大量的第三次握手包(ACK包),同时带上各种瞎编的cookies信息,服务端收到ACK包以为是正经cookies,憨憨地跑去解码(耗CPU),最后发现不是正经数据包后才丢弃。

这种通过构造大量ACK包去消耗服务端资源的攻击,叫ACK攻击,受到攻击的服务器可能会因为CPU资源耗尽导致没能响应正经请求。

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