TCP握手丢包分析与快速建立连接

  • 一、TCP握手丢包分析
  • TCP第一次握手SYN丢包
  • TCP第二次握手SYN + ACK丢包
  • TCP第三次握手ACK丢包
  • 二、TCP快速建立连接


一、TCP握手丢包分析

TCP第一次握手SYN丢包

当客户端发起的TCP第⼀次握手SYN 包，在超时时间内没收到服务端的ACK，就会在超时重传SYN数据包，每次超时重传的RTO是翻倍上涨的，直到 SYN 包的重传次数到达 tcp_syn_retries值后，客户端不再发送 SYN 包。

TCP第二次握手SYN + ACK丢包

当TCP第⼆次握⼿ SYN、ACK 包丢了后，客户端 SYN 包会发生超时重传，服务端SYN、ACK 也会发生超时重传。 客户端SYN包超时重传的最大次数，是由 tcp_syn_retries 决定的，默认值是5次；服务端 SYN、ACK 包时重传的最大次数，是由 tcp_synack_retries 决定的，默认值是5次。

TCP第三次握手ACK丢包

在建立TCP连接时，如果第三次握手的ACK，服务端无法收到，则服务端就会短暂处于SYN_RECV 状态，而客户端会处于ESTABLISHED状态。 由于服务端⼀直收不到TCP第三次握⼿的ACK，则会⼀直重传SYN、ACK包，直到重传次数超过tcp_synack_retries 值（默认值5次）后，服务端就会断开 TCP连接。
而客户端则会有两种情况

  • 如果客户端没发送数据包，⼀直处于 ESTABLISHED 状态，然后经过2个小时11分15秒（TCP保活机制）才可以发现⼀个死亡连接，于是客户端连接就会断开连接。
  • 如果客户端发送了数据包，⼀直没有收到服务端对该数据包的确认报文，则会⼀直重传该数据包，直到重传次数超过 tcp_retries2值（默认值 15 次）后，客户端就会断开TCP连接。

二、TCP快速建立连接

fastOpen

  • 在第⼀次建立连接的时候，服务端在第⼆次握手产生了一个Cookie（已加密）并通过 SYN、ACK包一起发 =给客户端，于是客户端就会缓存这个 Cookie ，所以第一次发起HTTP Get请求的时候，还是需要2个RTT的时延
  • 在下次请求的时候，客户端在SYN包带上 Cookie 发给服务端，就提前可以跳过三次握⼿的过程，因为Cookie 中维护了⼀些信息，服务端可以从 Cookie获取TCP相关的信息，这时发起的 HTTP GET 请求就只需要1个RTT 的时延

可以通过设置 net.ipv4.tcp_fastopn 内核参数，来打开 Fast Open 功能。
net.ipv4.tcp_fastopn 各个值的意义

  • 0 关闭
  • 1 作为客户端使用Fast Open功能
  • 2 作为服务端使用Fast Open功能
  • 3 无论作为客户端还是服务器，都可以使用Fast Open功能

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