本文是个大杂烩，集中记述个人平时学习或遇到的关于网络的知识点。
SYN Flood我们先来看一下TCP/IP三次握手的过程：
1）Host A 发送一个TCP SYNchronize 包到 Host B
2）Host B 收到 Host A的SYN
3）Host B 发送一个 SYNchronize-ACKnowledgement
4）Host A 接收到Host B的 SYN-ACK
5）Host A 发送ACKnowledge
6）Host B 接收到ACK
7）TCP socket 连接建立ESTABLISHED
在三次握手过程中，Host B发送SYN-ACK之后，收到Host A的ACK之前的TCP连接称为半连接（half-open connect）。此时Host B处于SYN_RECV状态。当收到ACK后，Host B转入ESTABLISHED状态。
SYN攻击就是攻击端Host A在短时间内伪造大量不存在的伪IP地址，向Host B不断地发送SYN包，Host B回复确认包，并等待Host A的确认。由于源地址是不存在的，Host B需要不断的重发包直至超时。这些伪造的SYN包将长时间占用未连接队列，正常的SYN请求被丢弃，目标系统运行缓慢，严重者引起网络堵塞甚至系统瘫痪。
SYN flood攻击是一种典型的DDos攻击。检测SYN攻击非常的方便，当我们在服务器上看到大量的半连接状态时，特别是源IP地址是随机的，基本上可以断定这是一次SYN攻击。
更详细的请参考：
Linux下分析SYN flood攻击案例
TCP洪水攻击（SYN Flood）的诊断和处理
TCP SYN Flood攻击的原理机制/检测与防范及防御方法
几种TCP连接中出现RST的情况这部分摘自博文几种TCP连接中出现RST的情况。
在TCP协议中RST表示复位，用来异常的关闭连接，在TCP的设计中它是不可或缺的。发送RST包关闭连接时，不必等缓冲区的包都发出去，直接就丢弃缓存区的包发送RST包。而接收端收到RST包后，也不必发送ACK包来确认。
其实在网络编程过程中，各种RST错误其实是比较难排查和找到原因的。下面列出几种会出现RST的情况。
端口未打开
服务器程序端口未打开而客户端来连接。这种情况是最为常见和好理解的一种了。去telnet一个未打开的TCP的端口可能会出现这种错误。这个和操作系统的实现有关。在某些情况下，操作系统也会完全不理会这些发到未打开端口请求。
比如在下面这种情况下，主机241向主机114发送一个SYN请求，表示想要连接主机114的40000端口，但是主机114上根本没有打开40000这个端口，于是就向主机241发送了一个RST。这种情况很常见。特别是服务器程序core dump之后重启之前连续出现RST的情况会经常发生。
当然在某些操作系统的主机上，未必是这样的表现。比如向一台WINDOWS7的主机发送一个连接不存在的端口的请求，这台主机就不会回应。
请求超时
曾经遇到过这样一个情况:一个客户端连接服务器，connect返回-1并且error=EINPROGRESS。 直接telnet发现网络连接没有问题。ping没有出现丢包。用抓包工具查看，客户端是在收到服务器发出的SYN之后就莫名其妙的发送了RST。
比如像下面这样：
有89、27两台主机。主机89向主机27发送了一个SYN，表示希望连接8888端口，主机27回应了主机89一个SYN表示可以连接。但是主机89却很不友好，莫名其妙的发送了一个RST表示我不想连接你了。
后来经过排查发现，在主机89上的程序在建立了socket之后，用setsockopt的SO_RCVTIMEO选项设置了recv的超时时间为100ms。而我们看上面的抓包结果表示，从主机89发出SYN到接收SYN的时间多达110ms。（从15:01:27.799961到15:01:27.961886， 小数点之后的单位是微秒）。因此主机89上的程序认为接收超时，所以发送了RST拒绝进一步发送数据。
提前关闭
关于TCP，我们在教科书里都读到过一句话，'TCP是一种可靠的连接'。 而这可靠有这样一种含义，那就是操作系统接收到的来自TCP连接中的每一个字节，我都会让应用程序接收到。如果应用程序不接收怎么办？你猜对了，RST。
看两段程序：
1 //server.c
2
3 int main(int argc, char** argv)
4 {
5 int listen_fd, real_fd;
6 struct sockaddr_in listen_addr, client_addr;
7 socklen_t len = sizeof(struct sockaddr_in);
8 listen_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
9 if(listen_fd == -1)
10 {
11 perror("socket failed ");
12 return -1;
13 }
14 bzero(&listen_addr,sizeof(listen_addr));
15 listen_addr.sin_family = AF_INET;
16 listen_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
17 listen_addr.sin_port = htons(SERV_PORT);
18 bind(listen_fd,(struct sockaddr *)&listen_addr, len);
19 listen(listen_fd, WAIT_COUNT);
20 while(1)
21 {
22 real_fd = accept(listen_fd, (struct sockaddr*)&client_addr, &len);
23 if(real_fd == -1)
24 {
25 perror("accpet fail ");
26 return -1;
27 }
28 if(fork() == 0)
29 {
30 close(listen_fd);
31 char pcContent[4096];
32 read(real_fd,pcContent,4096);
33 close(real_fd);
34 exit(0);
35 }
36 close(real_fd);
37 }
38 return 0;
39 }
这一段是server的最简单的代码。逻辑很简单，监听一个TCP端口然后当有客户端来连接的时候fork一个子进程来处理。注意看的是这一段fork里面的处理：
1 char pcContent[4096]; 2 read(real_fd,pcContent,4096); 3 close(real_fd);
每次只是读socket的前4096个字节，然后就关闭掉连接。
然后再看一下client的代码：
1 //client.c
2 int main(int argc, char** argv)
3 {
4 int send_sk;
5 struct sockaddr_in s_addr;
6 socklen_t len = sizeof(s_addr);
7 send_sk = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
8 if(send_sk == -1)
9 {
10 perror("socket failed ");
11 return -1;
12 }
13 bzero(&s_addr, sizeof(s_addr));
14 s_addr.sin_family = AF_INET;
15
16 inet_pton(AF_INET,SER_IP,&s_addr.sin_addr);
17 s_addr.sin_port = htons(SER_PORT);
18 if(connect(send_sk,(struct sockaddr*)&s_addr,len) == -1)
19 {
20 perror("connect fail ");
21 return -1;
22 }
23 char pcContent[5000]={0};
24 write(send_sk,pcContent,5000);
25 sleep(1);
26 close(send_sk);
27 }
这段代码更简单，就是打开一个socket然后连接一个服务器并发送5000个字节。刚才我们看服务器的代码，每次只接收4096个字节，那么就是说客户端发送的剩下的4个字节服务端的应用程序没有接收到，服务器端的socket就被关闭掉，这种情况下会发生什么状况呢，还是抓包看一看。
前三行就是TCP的3次握手，从第四行开始看，客户端的49660端口向服务器的9877端口发送了5000个字节的数据，然后服务器端发送了一个ACK进行了确认，紧接着服务器向客户端发送了一个RST断开了连接。和我们的预期一致。
在一个已关闭的socket上收到数据
如果某个socket已经关闭，但依然收到数据也会产生RST。
服务端和客户端代码如下：
1 int main(int argc, char** argv)
2 {
3 int listen_fd, real_fd;
4 struct sockaddr_in listen_addr, client_addr;
5 socklen_t len = sizeof(struct sockaddr_in);
6 listen_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
7 if(listen_fd == -1)
8 {
9 perror("socket failed ");
10 return -1;
11 }
12 bzero(&listen_addr,sizeof(listen_addr));
13 listen_addr.sin_family = AF_INET;
14 listen_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
15 listen_addr.sin_port = htons(SERV_PORT);
16 bind(listen_fd,(struct sockaddr *)&listen_addr, len);
17 listen(listen_fd, WAIT_COUNT);
18 while(1)
19 {
20 real_fd = accept(listen_fd, (struct sockaddr*)&client_addr, &len);
21 if(real_fd == -1)
22 {
23 perror("accpet fail ");
24 return -1;
25 }
26 if(fork() == 0)
27 {
28 close(listen_fd);
29 char pcContent[4096];
30 read(real_fd,pcContent,4096);
31 close(real_fd);
32 exit(0);
33 }
34 close(real_fd);
35 }
36 return 0;
37 }
1 int main(int argc, char** argv)
2 {
3 int send_sk;
4 struct sockaddr_in s_addr;
5 socklen_t len = sizeof(s_addr);
6 send_sk = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
7 if(send_sk == -1)
8 {
9 perror("socket failed ");
10 return -1;
11 }
12 bzero(&s_addr, sizeof(s_addr));
13 s_addr.sin_family = AF_INET;
14
15 inet_pton(AF_INET,SER_IP,&s_addr.sin_addr);
16 s_addr.sin_port = htons(SER_PORT);
17 if(connect(send_sk,(struct sockaddr*)&s_addr,len) == -1)
18 {
19 perror("connect fail ");
20 return -1;
21 }
22 char pcContent[4096]={0};
23 write(send_sk,pcContent,4096);
24 sleep(1);
25 write(send_sk,pcContent,4096);
26 close(send_sk);
27 }
客户端在服务端已经关闭掉socket之后，仍然在发送数据。这时服务端会产生RST。
该部分整理自博文TCP长连接与短连接的区别。
当网络通信时采用TCP协议时，在真正的读写操作之前，客户端与服务端之间必须建立一个连接。当读写操作完成后，双方不再需要这个连接时可以释放这个连接。连接的建立需要三次握手，而释放则需要4次握手，所以说每个连接的建立和释放都需要消耗资源和时间。
长连接与短连接概念
长连接: 指在一个TCP连接上可以连续发送多个数据包，在TCP连接保持期间，如果没有数据包发送，需要双方发检测包以维持此连接；一般需要自己做在线维持。
短连接: 指通信双方有数据交互时，就建立一个TCP连接，数据发送完成后，则断开此TCP连接。它的优点是管理起来比较简单、存在的连接都是有用的连接、不需要额外的控制手段。比如http的，只是连接、请求、关闭。过程时间较短，服务器若是一段时间内没有收到请求即可关闭连接。
其实长连接是相对于通常的短连接而说的，也就是长时间保持客户端与服务端的连接状态。
长连接与短连接的操作过程
通常的短连接操作步骤是： 连接→数据传输→关闭连接。
而长连接通常就是： 连接→数据传输→保持连接(心跳)→数据传输→保持连接(心跳)→……→关闭连接。
这就要求长连接在没有数据通信时，定时发送数据包(心跳)，以维持连接状态，短连接在没有数据传输时直接关闭就行了。
什么时候用长连接，短连接？
长连接多用于操作频繁，点对点的通讯，而且连接数不能太多情况。每个TCP连接都需要三步握手，这需要时间，如果每个操作都是先连接，再操作的话那么处理速度会降低很多，所以每个操作完后都不断开，下次次处理时直接发送数据包就OK了，不用建立TCP连接。例如：数据库的连接用长连接， 如果用短连接频繁的通信会造成socket错误，而且频繁的socket 创建也是对资源的浪费。
相对长连接，短连接更适应于操作过程时间短和简单的情况。
长连接程序实例
1 #include <stdio.h>
2 #include <string.h>
3 #include <errno.h>
4 #include <sys/socket.h>
5 #include <resolv.h>
6 #include <stdlib.h>
7 #include <netinet/in.h>
8 #include <arpa/inet.h>
9 #include <arpa/inet.h>
10 #include <unistd.h>
11 #include <sys/time.h>
12 #include <sys/types.h>
13 #define MAXBUF 1024
14
15 int main(int argc, char **argv)
16 {
17 int sockfd, len;
18 struct sockaddr_in dest;
19 char buffer[MAXBUF];
20 char heartbeat[20] = "hello server";
21 fd_set rfds;
22 struct timeval tv;
23 int retval, maxfd = -1;
24
25 if (argc != 3)
26 {
27 printf("error! the right format should be : \
28 \n\t\t%s IP port\n\t eg:\t%s127.0.0.1 80\n",
29 argv[0], argv[0]);
30 exit(0);
31 }
32
33 if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0)
34 {
35 perror("Socket");
36 exit(errno);
37 }
38
39 bzero(&dest, sizeof(dest));
40 dest.sin_family = AF_INET;
41 dest.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
42 memset(&(dest.sin_zero), 0, 8);
43 if (inet_aton(argv[1], (struct in_addr*)&dest.sin_addr.s_addr) == 0)
44 {
45 perror(argv[1]);
46 exit(errno);
47 }
48
49 if (connect(sockfd, (struct sockaddr*)&dest, sizeof(dest)) != 0)
50 {
51 perror("Connect");
52 exit(errno);
53 }
54 printf("\nReady to start chatting.\n Direct input messages and \n enter to send messages to the server\n");
55
56 while (1)
57 {
58 FD_ZERO(&rfds);
59 FD_SET(0, &rfds);
60 maxfd = 0;
61
62 FD_SET(sockfd, &rfds);
63 if (sockfd > maxfd)
64 maxfd = sockfd;
65
66 tv.tv_sec = 2;
67 tv.tv_usec = 0;
68
69 retval = select(maxfd + 1, &rfds, NULL, NULL, &tv);
70 if (retval == -1)
71 {
72 printf("Will exit and the select is error! %s", strerror(errno));
73 break;
74 }
75 else if (retval == 0)
76 {
77 //printf("No message comes, no buttons, continue to wait ...\n");
78 len = send(sockfd, heartbeat, strlen(heartbeat), 0);
79 if (len < 0)
80 {
81 printf("Message '%s' failed to send ! The error code is %d, error message '%s'\n",
82 heartbeat, errno, strerror(errno));
83 break;
84 }
85 else
86 {
87 printf("News: %s \t send, sent a total of %d bytes!\n",
88 heartbeat, len);
89 }
90
91 continue;
92 }
93 else
94 {
95 if (FD_ISSET(sockfd, &rfds))
96 {
97 bzero(buffer, MAXBUF + 1);
98 len = recv(sockfd, buffer, MAXBUF, 0);
99 if (len > 0)
100 {
101 printf("Successfully received the message: '%s',%d bytes of data\n",
102 buffer, len);
103 }
104 else
105 {
106 if (len < 0)
107 printf("Failed to receive the message! The error code is %d, error message is '%s'\n",
108 errno, strerror(errno));
109 else
110 printf("Chat to terminate!\n");
111 break;
112 }
113 }
114
115
116 if (FD_ISSET(0, &rfds))
117 {
118 bzero(buffer, MAXBUF + 1);
119 fgets(buffer, MAXBUF, stdin);
120
121 if (!strncasecmp(buffer, "quit", 4))
122 {
123 printf("Own request to terminate the chat!\n");
124 break;
125 }
126
127 len = send(sockfd, buffer, strlen(buffer) - 1, 0);
128 if (len < 0)
129 {
130 printf("Message '%s' failed to send ! The error code is %d, error message '%s'\n",
131 buffer, errno, strerror(errno));
132 break;
133 }
134 else
135 {
136 printf("News: %s \t send, sent a total of %d bytes!\n",
137 buffer, len);
138 }
139 }
140 }
141 }
142
143 close(sockfd);
144 return 0;
145 }
