tcp连接关闭时,被动关闭一方,tcp连接终止过程
本文是对《TCP连接的终止----主动关闭》的补充，重点介绍被动封闭连接一端的状态迁移和内核中的处理。被动连接的状态迁移可以参考《TCP连接的终止----主动关闭》中的状态迁移图，这里就不画了。
被动连接在收到FIN时关闭。如果TCP处于ESTABLISHED状态(我们的讨论假设连接处于这种状态)，这个FIN包将在tcp_rcv_established()中进行处理。tcp_rcv_state_process()中的处理分为快速路径和慢速路径。如果TCP报头中的第四个32位字与除保留位之外的预测标志一致，skb包的序列号等于sock结构中下一个要接收的序列号，并且skb包中的确认序列号有效，则skb包将在快速路径中处理。判断sock实例预测标记的位图分布时，通常如下图所示：
其中s对应tcp报头中的doff成员(TCP报头的长度为4个字节)，通常0和1的比特对应ACK标志，snd_wnd是本地发送窗口的大小。
从上面预测标志的分布来看，如果设置了FIN标志，那么预测标志的检查将失败，因此FIN包将在慢速路径中处理。
在慢速路径处理中，将首先检查skb包的校验和以及该包是否有效。检查通过后，将调用tcp_ack()来处理ack。在接下来的处理中，真正与FIN相关的操作是在被调用的tcp_data_queue()中处理的，它是通过调用tcp_fin()函数和接收来自初始tcp层的函数tcp_v4_rcv()来处理的。
在tcp_fin()中，首先调用inet_csk_schedule_ack()设置相关成员，表示需要发送ack；因为收到对端发送的FIN包，表示对端不再发送数据包(可以发送ACK)，所以接收通道关闭；还要修改sock结构的标志，以表示连接将要结束；然后会根据sock实例的状态跳转到不同的分支进行处理。如果建立，内核将调用tcp_set_state()修改sock实例的状态，并设置延迟发送ACK的标志，如下所示：
静态void tcp_fin(struct sk_buff *skb，struct sock *sk，struct tcphdr *th)
struct TCP _ sock * TP=TCP _ sk(sk)；
inet _ csk _ schedule _ ack(sk)；
sk-sk _ shut down =RCV _关机；
sock_set_flag(sk，SOCK _ DONE)；
开关(sk- sk_state) {
案例TCP_SYN_RECV:
案例TCP _已建立：
/*移至CLOSE_WAIT */
tcp_set_state(sk，TCP _ CLOSE _ WAIT)；
inet _ csk(sk)-icsk _ ack . ping pong=1；
打破；
.
}
tcp_fin()之后，乱序队列可能会被清除，当状态发生变化时，相关进程可能必须被唤醒。这些操作都不是我们关心的，就不做过多解释了。
虽然在tcp_fin()中设置了发送ACK的相关标志，但是必须有操作触发ACK发送或者提示发送ACK到内核。该操作在上层函数的tcp_rcv_established()函数中执行，通过间接调用__tcp_ack_snd_check()来完成。__tcp_ack_snd_check()将决定当前发送的ack是应该立即发送还是延迟发送。如果是立即发送，调用tcp_send_ack()发送ACK；否则，调用TCP _ SEND _ DELLED _ ACK()延迟发送。代码如下：
静态void _ _ TCP _ ack _ snd _ check(struct sock * sk，int ofo_possible)
struct TCP _ sock * TP=TCP _ sk(sk)；
/*接收到一个以上的完整帧.*/
if((TP-rcv _ NXT-TP-rcv _ wup)inet _ csk(sk)-icsk _ ack . rcv _ MSS
/* .并且窗口的右边缘前进得足够远。
*(否则tcp_recvmsg()将发送ACK)。或者.
_ _ TCP _ select _ window(sk)=TP-rcv _ wnd)
/*我们确认每个帧，或者.*/
tcp_in_quickack_mode(sk)
/*我们有无序的数据。*/
(ofo _ possible skb _ peek(TP-out _ of _ order _ queue))){
/*那现在就确认*/
TCP _ send _ ack(sk)；
}否则{
/*否则，发送延迟ack。*/
TCP _ send _ delayed _ ack(sk)；
}
判断条件是，只要满足以下条件，就会立即发送ACK:
1.接收窗口中有许多未确认的全尺寸段。
2.目前处于快速确认模式。
3.当无序队列被启用时，无序队列中有段。
这三个条件中，我们能确定的是第二个条件。先来看tcp_in_quickack_mod()函数的实现，这个函数是判断是否处于快速确认模式的函数，如下图：
静态内联int TCP _ in _ quick ack _ mode(const struct sock * sk)
const struct inet _ connection _ sock * icsk=inet _ csk(sk)；
return icsk- icsk_ack.quick！icsk-icsk _ ack . ping pong；
}
在tcp_FIN()中，如果FIN是在ESTABLISHED状态下接收的，那么pingpong的值会被设置为1，所以可以确定此时不处于快速确认模式。是否立即发送ACK取决于另外两个判断条件。
我们的下一个讨论是在确认收到的鳍之后开始的。此时TCP连接的关闭已经进行到一半，下一步就是等待本地终端的上层应用调用close()来执行本地终端的关闭操作。这个操作在《TCP连接的终止----主动关闭》中提到过，是由tcp_close()完成的。所以我们还是看tcp_close()，只是这次sock实例的状态不同，此时的状态应该是CLOSE_WAIT。
在tcp_close()中，我们这次只关注一些状态相关的处理，其他的队列清理，内存回收等。就不介绍了，所以我们只关注下面部分代码：
void tcp_close(struct sock *sk，长超时)
struct sk _ buff * skb
int data _ was _ unread=0；
int状态；
.
if (data_was_unread) {
.
} else if (sock_flag(sk，SOCK_LINGER)！sk- sk_lingertime) {
.
} else if (tcp_close_state(sk)) {
TCP _ send _ fin(sk)；
.
}
在tcp_close_state()中，sock实例的状态会从CLOSE_WAIT迁移到LAST_ACK状态，返回值为TCP_ACTION_FIN，表示要发送FIN。所以第三个if判断条件为真，那么会调用tcp_send_FIN()向对等体发送FIN。
本地终端收到TCP连接关闭的最后一个ACK时，由tcp_rcv_state_process()函数处理，相关代码如下：
int TCP _ rcv _ state _ process(struct sock * sk，struct sk_buff *skb，
struct tcphdr *th，无符号len)
struct TCP _ sock * TP=TCP _ sk(sk)；
struct inet _ connection _ sock * icsk=inet _ csk(sk)；
int queued=0；
int res
.
/*步骤5:检查ACK字段*/
if (th- ack) {
int acceptable=tcp_ack(sk，skb，FLAG_SLOWPATH)
开关(sk- sk_state) {
.
案例TCP_LAST_ACK:
if (tp- snd_una==tp- write_seq) {
TCP _ update _ metrics(sk)；
TCP _ done(sk)；
转到丢弃；
打破；
}否则
转到丢弃；
.
开关(sk- sk_state) {
案例TCP_CLOSE_WAIT:
案例TCP_CLOSING:
案例TCP_LAST_ACK:
如果(！之前(TCP_SKB_CB(skb)- seq，tp- rcv_nxt))
打破；
案例TCP_FIN_WAIT1:
案例TCP_FIN_WAIT2:
/* RFC 793要求在这些状态下对数据进行排队，
* RFC 1122说我们必须发送一个复位。
* BSD 4.4也会重置。
if(sk-sk _ shut down RCV _关机){
if (TCP_SKB_CB(skb)- end_seq！=TCP_SKB_CB(skb)- seq
(TCP_SKB_CB(skb)- end_seq - th- fin，tp- rcv_nxt)之后){
NET_INC_STATS_BH(sock_net(sk)，LINUX _ MIB _ TCPABORTONDATA)；
TCP _ reset(sk)；
返回1；
/*失败*/
案例TCP _已建立：
tcp_data_queue(sk，skb)；
排队=1；
打破；
/* tcp_data可以将套接字移动到TIME-WAIT */
if (sk- sk_state！=TCP_CLOSE) {
TCP _ data _ snd _ check(sk)；
TCP _ ack _ snd _ check(sk)；
如果(！排队){
丢弃：
_ _ kfree _ skb(skb)；
返回0；
如果它只是预期的ACK包，它将在第19-23行被处理。调用tcp_done()将socket状态设置为TCP_CLOSE，调用inet_csk_destroy_sock()释放sock实例占用的资源，调用sock_put()释放传输控制块(真正的调用sk_free()通常不在这里)。我们知道一般情况下，描述TIME_WAIT状态的sock结构会被timer释放或者放入twcal_row队列等待释放。这些释放方法是显而易见的。还有一种，就是通过inet_csk_destroy_sock()间接完成释放。
有时可能会收到其他数据包。如果它是一个包含数据的数据包，RST将在44-51过程中被发送给对等体。如果是简单的ACK包，但是确认的序列号是错误的，那么会在tcp_data_queue()中释放。
至此，TCP连接被动关闭方的处理完成。
