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  • TCP 中出现RST的情况

    http://www.360doc.com/content/13/0702/10/1073512_297069771.shtml

    原 几种TCP连接中出现RST的情况

    发表于1年前(2013-05-04 11:40)   阅读（9145） | 评论（4）
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    TCP RST 网络 linux

     

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    应该没有人会质疑，现在是一个网络时代了。应该不少程序员在编程中需要考虑多机、局域网、广域网的各种问题。所以网络知识也是避免不了学习的。而且笔者一直觉得TCP/IP网络知识在一个程序员知识体系中必需占有一席之地的。

    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。下面我列出几种会出现RST的情况。

    1 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。

    2 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27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。

    3 提前关闭

    关于TCP，我想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 #include<sys/socket.h>
 2 #include<errno.h>
 3 #include<netinet/in.h>
 4 #include<string.h>
 5 #include<stdio.h>
 6 
 7 #define SERV_PORT  60000
 8 #define WAIT_COUNT 10
 9 
10 int main(int argc, char** argv)
11 
12 {
13 
14     int listen_fd, real_fd;
15 
16     struct sockaddr_in listen_addr, client_addr;
17 
18     socklen_t len = sizeof(struct sockaddr_in);
19 
20     listen_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
21 
22     if(listen_fd == -1)
23 
24     {
25 
26         perror("socket failed   ");
27 
28         return -1;
29 
30     }
31 
32     bzero(&listen_addr,sizeof(listen_addr));
33 
34     listen_addr.sin_family = AF_INET;
35 
36 //    listen_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("10.208.170.9");
37     listen_addr.sin_addr.s_addr = htonl (INADDR_ANY);
38 
39 
40     listen_addr.sin_port = htons(SERV_PORT);
41 
42     bind(listen_fd,(struct sockaddr *)&listen_addr, len);
43 
44     listen(listen_fd, WAIT_COUNT);
45 
46     while(1)
47 
48     {
49 
50         real_fd = accept(listen_fd, (struct sockaddr*)&client_addr, &len);
51 
52         if(real_fd == -1)
53 
54         {
55 
56             perror("accpet fail  ");
57 
58             return -1;
59 
60         }
61 
62         if(fork() == 0)
63 
64         {
65 
66             close(listen_fd);
67 
68             char pcContent[4096];
69 
70             read(real_fd,pcContent,4096);
71 
72             close(real_fd);
73 
74             exit(0);
75 
76         }
77 
78         close(real_fd);
79 
80     }
81 
82     return 0;
83 
84 }
     
    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         if(fork() == 0)  
 2 
 3         {  
 4 
 5             close(listen_fd);  
 6 
 7             char pcContent[4096]; 
 8 
 9             read(real_fd,pcContent,4096); 
10 
11             close(real_fd);  
12 
13             exit(0);              
14 
15         }
    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 #include<sys/socket.h>  
 2 #include<errno.h>  
 3 #include<netinet/in.h>  
 4 #include<string.h>  
 5 #include<stdio.h>  
 6 
 7 #define BUF_LEN 1028  
 8 #define SERV_PORT 60000 
 9 #define SERV_IP "10.208.170.9"
10 //client.c 
11 
12 int main(int argc, char** argv)  
13 
14 {  
15 
16     int send_sk;  
17 
18     struct sockaddr_in s_addr;  
19 
20     socklen_t len = sizeof(s_addr);  
21 
22     send_sk = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);  
23 
24     if(send_sk == -1)  
25 
26     {   
27 #include<sys/socket.h>
28 #include<errno.h>
29 #include<netinet/in.h>
30 #include<string.h>
31 #include<stdio.h>
32 
33 #define BUF_LEN 1028  
34 #define SERV_PORT 60000 
35 #define SERV_IP "10.208.170.9"
36 //client.c 
37 
38 int main(int argc, char** argv)
39 
40 {
41 
42     int send_sk;
43 
44     struct sockaddr_in s_addr;
45 
46     socklen_t len = sizeof(s_addr);
47 
48     send_sk = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
49 
50     if(send_sk == -1)
51 
52     {
53 
54         perror("socket failed  ");  
55 
56         return -1;  
57 
58     }   
59 
60     bzero(&s_addr, sizeof(s_addr));  
61 
62     s_addr.sin_family = AF_INET;  
63 
64 
65 
66     inet_pton(AF_INET,SERV_IP,&s_addr.sin_addr);
67 
68     s_addr.sin_port = htons(SERV_PORT);
69 
70     if(connect(send_sk,(struct sockaddr*)&s_addr,len) == -1)
71 
72     {
73 
74         perror("connect fail  ");
75 
76         return -1;
77 
78     }
79 
80     char pcContent[5000]={7,7,8,8};
81 
82     write(send_sk,pcContent,5000);
83 
84     sleep(1);
85 
86     close(send_sk);
87 
88 }
    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。
     
    我自己抓的
     
    -bash-3.2# tcpdump -i eth0 port 60000
    tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
    listening on eth0, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 96 bytes
    22:55:13.816982 IP 10.208.170.10.55914 > 10.208.170.9.60000: S 1890505779:1890505779(0) win 5840 <mss 1460,sackOK,timestamp 3653881104 0,nop,wscale 7>
    22:55:13.821485 IP 10.208.170.9.60000 > 10.208.170.10.55914: S 3237333984:3237333984(0) ack 1890505780 win 5792 <mss 1460,sackOK,timestamp 1499086014 3653881104,nop,wscale 6>
    22:55:13.817360 IP 10.208.170.10.55914 > 10.208.170.9.60000: . ack 1 win 46 <nop,nop,timestamp 3653881105 1499086014>
    22:55:13.817362 IP 10.208.170.10.55914 > 10.208.170.9.60000: . 1:2897(2896) ack 1 win 46 <nop,nop,timestamp 3653881105 1499086014>
    22:55:13.817398 IP 10.208.170.9.60000 > 10.208.170.10.55914: . ack 2897 win 136 <nop,nop,timestamp 1499086014 3653881105>
    22:55:13.817657 IP 10.208.170.10.55914 > 10.208.170.9.60000: . 2897:4345(1448) ack 1 win 46 <nop,nop,timestamp 3653881105 1499086014>
    22:55:13.817673 IP 10.208.170.9.60000 > 10.208.170.10.55914: . ack 4345 win 181 <nop,nop,timestamp 1499086015 3653881105>
    22:55:13.817658 IP 10.208.170.10.55914 > 10.208.170.9.60000: P 4345:5001(656) ack 1 win 46 <nop,nop,timestamp 3653881105 1499086014>
    22:55:13.817694 IP 10.208.170.9.60000 > 10.208.170.10.55914: . ack 5001 win 272 <nop,nop,timestamp 1499086015 3653881105>
    22:55:13.817845 IP 10.208.170.9.60000 > 10.208.170.10.55914: R 1:1(0) ack 5001 win 272 <nop,nop,timestamp 1499086015 3653881105>

    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。

    4 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。

    代码如下：

    客户端：

     1 int main(int argc, char** argv)   
 2 
 3 {   
 4 
 5     int send_sk;   
 6 
 7     struct sockaddr_in s_addr;   
 8 
 9     socklen_t len = sizeof(s_addr);   
10 
11     send_sk = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);   
12 
13     if(send_sk == -1)   
14 
15     {   
16 
17         perror("socket failed  ");   
18 
19         return -1;   
20 
21     }   
22 
23     bzero(&s_addr, sizeof(s_addr));   
24 
25     s_addr.sin_family = AF_INET;   
26 
27   
28 
29     inet_pton(AF_INET,SER_IP,&s_addr.sin_addr);   
30 
31     s_addr.sin_port = htons(SER_PORT);   
32 
33     if(connect(send_sk,(struct sockaddr*)&s_addr,len) == -1)   
34 
35     {   
36 
37         perror("connect fail  ");   
38 
39         return -1;   
40 
41     }   
42 
43     char pcContent[4096]={0}; 
44 
45     write(send_sk,pcContent,4096); 
46 
47     sleep(1); 
48 
49     write(send_sk,pcContent,4096); 
50 
51     close(send_sk); 
52 
53 }

    服务器：

     1 int main(int argc, char** argv)   
 2 {   
 3 
 4     int listen_fd, real_fd;   
 5 
 6     struct sockaddr_in listen_addr, client_addr;   
 7 
 8     socklen_t len = sizeof(struct sockaddr_in);   
 9 
10     listen_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);   
11 
12     if(listen_fd == -1)   
13 
14     {   
15 
16         perror("socket failed   ");   
17 
18         return -1;   
19 
20     }   
21 
22     bzero(&listen_addr,sizeof(listen_addr));   
23 
24     listen_addr.sin_family = AF_INET;   
25 
26     listen_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);   
27 
28     listen_addr.sin_port = htons(SERV_PORT);   
29 
30     bind(listen_fd,(struct sockaddr *)&listen_addr, len);   
31 
32     listen(listen_fd, WAIT_COUNT);   
33 
34     while(1)   
35 
36     {   
37 
38         real_fd = accept(listen_fd, (struct sockaddr*)&client_addr, &len);   
39 
40         if(real_fd == -1)   
41 
42         {   
43 
44             perror("accpet fail  ");   
45 
46             return -1;   
47 
48         }   
49 
50         if(fork() == 0)   
51 
52         {   
53 
54             close(listen_fd);   
55 
56             char pcContent[4096]; 
57 
58             read(real_fd,pcContent,4096); 
59 
60             close(real_fd);   
61 
62             exit(0);               
63 
64         }   
65 
66         close(real_fd);   
67 
68     }      
69 
70     return 0;   
71 
72 }
    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。

    总结

    总结，本文讲了几种TCP连接中出现RST的情况。实际上肯定还有无数种的RST发生，我以后会慢慢收集把更多的例子加入这篇文章。

    参考文献：

    1 从TCP协议的原理来谈谈RST攻击 http://russelltao.iteye.com/blog/1405349

    2 TCP客户-服务器程序例子http://blog.csdn.net/youkuxiaobin/article/details/6917880
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