TCP定时器 之 连接建立定时器
当服务器收到新的syn请求,会回复syn+ack给请求端,若某时间内未收到请求端回复的ack,新建连接定时器超时执行回调,重传syn+ack,当超时超过固定次数时,该连接中止;本文主要分析其初始化流程,具体的建立连接和超时重传流程在后续的文章中进行详细讨论;
request_sock结构中的rsk_timer成员为新建连接计时器;
- /* struct request_sock - mini sock to represent a connection request
- */
- struct request_sock {
- struct sock_common __req_common;
- /* 省略了一些字段 */
- struct timer_list rsk_timer;
- const struct request_sock_ops *rsk_ops;
- struct sock *sk;
- /* 省略了一些字段 */
- };
函数调用关系如下,其中tcp_rcv_state_process中判断标记,如果发生是设置了syn请求标记,则进入新建连接流程,在tcp_conn_request中将会新建连接请求控制块,用于跟踪完成三次握手;
- /**
- *tcp_v4_rcv
- * |-->tcp_v4_do_rcv
- * |-->tcp_rcv_state_process /* 这里如果是syn请求,则调用下面的conn_request函数 */
- * |-->tcp_v4_conn_request
- * |-->tcp_conn_request /* 这里新建请求控制块 */
- * |-->inet_csk_reqsk_queue_hash_add
- * |-->reqsk_queue_hash_req
- */
启动定时器:
reqsk_queue_hash_req函数进行连接请求定时器的设定,将req->rsk_timer的超时回调设置为reqsk_timer_handler,reqsk_timer_handler调用inet_rtx_syn_ack进行syn+ack的重传;
其中超时时间初始化为timeout=TCP_TIMEOUT_INIT,为1HZ;timeout会随着重传的次数不断变化timeo = min(TCP_TIMEOUT_INIT << req->num_timeout, TCP_RTO_MAX);
- static void reqsk_queue_hash_req(struct request_sock *req,
- unsigned long timeout)
- {
- req->num_retrans = ;
- req->num_timeout = ;
- req->sk = NULL;
- /* 添加定时器 */
- setup_pinned_timer(&req->rsk_timer, reqsk_timer_handler,
- (unsigned long)req);
- mod_timer(&req->rsk_timer, jiffies + timeout);
- inet_ehash_insert(req_to_sk(req), NULL);
- /* before letting lookups find us, make sure all req fields
- * are committed to memory and refcnt initialized.
- */
- smp_wmb();
- atomic_set(&req->rsk_refcnt, + );
- }
定时器回调函数:
判断是否超时次数超过阈值,是否需要重传syn+ack,如果超时或者未收到ack情况下重传失败,则取消连接;函数中还包含了对refer_accept选项的处理;
- /* 新建连接定时器超时处理 */
- static void reqsk_timer_handler(unsigned long data)
- {
- struct request_sock *req = (struct request_sock *)data;
- struct sock *sk_listener = req->rsk_listener;
- struct net *net = sock_net(sk_listener);
- struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk_listener);
- struct request_sock_queue *queue = &icsk->icsk_accept_queue;
- int qlen, expire = , resend = ;
- int max_retries, thresh;
- u8 defer_accept;
- /* 不是LISTEN状态 */
- if (sk_state_load(sk_listener) != TCP_LISTEN)
- goto drop;
- /* 阈值设置为允许的最大重传数 */
- max_retries = icsk->icsk_syn_retries ? : net->ipv4.sysctl_tcp_synack_retries;
- thresh = max_retries;
- /* Normally all the openreqs are young and become mature
- * (i.e. converted to established socket) for first timeout.
- * If synack was not acknowledged for 1 second, it means
- * one of the following things: synack was lost, ack was lost,
- * rtt is high or nobody planned to ack (i.e. synflood).
- * When server is a bit loaded, queue is populated with old
- * open requests, reducing effective size of queue.
- * When server is well loaded, queue size reduces to zero
- * after several minutes of work. It is not synflood,
- * it is normal operation. The solution is pruning
- * too old entries overriding normal timeout, when
- * situation becomes dangerous.
- *
- * Essentially, we reserve half of room for young
- * embrions; and abort old ones without pity, if old
- * ones are about to clog our table.
- */
- /* 获取accept队列长度 */
- qlen = reqsk_queue_len(queue);
- /* 请求accept队列数> 最大未完成连接数的一半 */
- if ((qlen << ) > max(8U, sk_listener->sk_max_ack_backlog)) {
- /* 没有重传ack的请求控制块数 */
- int young = reqsk_queue_len_young(queue) << ;
- /* 可以看出年轻的数量越多,则允许重传次数越多 */
- while (thresh > ) {
- // 没重传的数量> 队列长度的(1/2, 1/4,1/8...)
- if (qlen < young)
- break;
- /* 阈值减1 */
- thresh--;
- /* 扩大young */
- young <<= ;
- }
- }
- /* 设置了TCP_DEFER_ACCEPT,则使用之 */
- defer_accept = READ_ONCE(queue->rskq_defer_accept);
- if (defer_accept)
- max_retries = defer_accept;
- /* 超时和是否重传判断 */
- syn_ack_recalc(req, thresh, max_retries, defer_accept,
- &expire, &resend);
- /* 统计超时次数 */
- req->rsk_ops->syn_ack_timeout(req);
- if (!expire && /* 未超时 */
- (!resend || /* 不需要重传 */
- !inet_rtx_syn_ack(sk_listener, req) || /* 重传成功 */
- inet_rsk(req)->acked)) { /* 收到ack了,但是未建立连接(defer_accept,其他情况?) */
- unsigned long timeo;
- /* 该请求尚未重传过,则将未重传块-1 */
- /* 超时次数+ 1 */
- if (req->num_timeout++ == )
- atomic_dec(&queue->young);
- /* 重新设定超时时间为上次时间* 2,与pto_max取最小值 */
- timeo = min(TCP_TIMEOUT_INIT << req->num_timeout, TCP_RTO_MAX);
- mod_timer(&req->rsk_timer, jiffies + timeo);
- return;
- }
- /* 取消连接,从链表移除请求控制块 */
- drop:
- inet_csk_reqsk_queue_drop_and_put(sk_listener, req);
- }
判断是否已经超时,或者是否需要重传syn+ack;
- /* Decide when to expire the request and when to resend SYN-ACK */
- /* 判断是否超时,是否重传syn+ack */
- static inline void syn_ack_recalc(struct request_sock *req, const int thresh,
- const int max_retries,
- const u8 rskq_defer_accept,
- int *expire, int *resend)
- {
- /* 无defer_accept选项 */
- if (!rskq_defer_accept) {
- /* 超时次数> 重传阈值则超时 */
- *expire = req->num_timeout >= thresh;
- /* 需要重传 */
- *resend = ;
- return;
- }
- /* 以下设置了defer_accept */
- /* 超时次数> 重传阈值&& (未收到ack || 超时次数>= 最大重传数),则超时 */
- /* 已经收到ack的情况下,超时次数达到defer_accept限制 */
- *expire = req->num_timeout >= thresh &&
- (!inet_rsk(req)->acked || req->num_timeout >= max_retries);
- /*
- * Do not resend while waiting for data after ACK,
- * start to resend on end of deferring period to give
- * last chance for data or ACK to create established socket.
- */
- /* 未收到ack || 收到ack,但是超时次数达到了defer_accept限制-1,需要重传*/
- /* 给了设置defer_accept选项情况下一次机会 */
- *resend = !inet_rsk(req)->acked ||
- req->num_timeout >= rskq_defer_accept - ;
- }
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