【计算机网络 - 基础问题】每日 3 题（二十九）

✍个人博客：https://blog.csdn.net/Newin2020?type=blog
📣专栏地址：http://t.csdnimg.cn/fYaBd
📚专栏简介：在这个专栏中，我将会分享 C++ 面试中常见的面试题给大家~
❤️如果有收获的话，欢迎点赞👍收藏📁，您的支持就是我创作的最大动力💪
📝推荐参考地址：https://www.xiaolincoding.com/（这个大佬的专栏非常有用！）

85. 两端同时打开会怎样？

如果双方同时发 SYN 报文，状态变化会是怎样的呢？

这是一个可能会发生的情况。

状态变迁如下：

在发送方给接收方发 SYN 报文的同时，接收方也给发送方发 SYN 报文，两个人刚上了！

发完 SYN，两者的状态都变为 SYN-SENT。

在各自收到对方的 SYN 后，两者状态都变为 SYN-REVD。

接着会回复对应的 ACK + SYN，这个报文在对方接收之后，两者状态一起变为 ESTABLISHED。

这就是同时打开情况下的状态变迁。

86. 说说 TCP 快速打开的原理 (TFO)

优化的过程是这样的，还记得我们说 SYN Flood 攻击时提到的 SYN Cookie 吗？这个 Cookie 可不是浏览器的Cookie，用它同样可以实现 TFO。

TFO 流程

(1) 首轮三次握手

首先客户端发送 SYN 给服务端，服务端接收到。

注意哦！现在服务端不是立刻回复 SYN + ACK，而是通过计算得到一个SYN Cookie，将这个 Cookie 放到 TCP 报文的 Fast Open选项中，然后才给客户端返回。

客户端拿到这个 Cookie 的值缓存下来。后面正常完成三次握手。

首轮三次握手就是这样的流程。而后面的三次握手就不一样啦！

(2) 后面的三次握手

在后面的三次握手中，客户端会将之前缓存的 Cookie、SYN 和 HTTP 请求 (是的，你没看错) 发送给服务端，服务端验证了 Cookie 的合法性，如果不合法直接丢弃；如果是合法的，那么就正常返回 SYN + ACK。

重点来了，现在服务端能向客户端发 HTTP 响应了！这是最显著的改变，三次握手还没建立，仅仅验证了 Cookie 的合法性，就可以返回 HTTP 响应了。

当然，客户端的ACK还得正常传过来，不然怎么叫三次握手嘛。

流程如下：

注意：客户端最后握手的 ACK 不一定要等到服务端的 HTTP 响应到达才发送，两个过程没有任何关系。

TFO 的优势

TFO 的优势并不在与首轮三次握手，而在于后面的握手，在拿到客户端的 Cookie 并验证通过以后，可以直接返回 HTTP 响应，充分利用了 1 个RTT (Round-Trip Time，往返时延) 的时间提前进行数据传输，积累起来还是一个比较大的优势。

87. 没有 listen 能建立 TCP 连接吗？

服务端没有 listen，客户端发起连接建立，会发生什么？

服务端如果只 bind 了 IP 地址和端口，而没有调用 listen 的话，然后客户端对服务端发起了连接建立，服务端会回 RST 报文。

不使用 listen ，可以建立 TCP 连接吗？

答案，是可以的，客户端是可以自己连自己的形成连接（TCP 自连接），也可以两个客户端同时向对方发出请求建立连接（TCP 同时打开），这两个情况都有个共同点，就是没有服务端参与，也就是没有 listen，就能建立连接。

那没有 listen，为什么还能建立连接？

我们知道执行 listen 方法时，会创建半连接队列和全连接队列。

三次握手的过程中会在这两个队列中暂存连接信息。

所以形成连接，前提是你得有个地方存放着，方便握手的时候能根据 IP + 端口等信息找到对应的 socket。

那么客户端会有半连接队列吗？

显然没有，因为客户端没有执行 listen，因为半连接队列和全连接队列都是在执行
listen 方法时，内核自动创建的。

但内核还有个全局 hash 表，可以用于存放 sock 连接的信息。

这个全局 hash 表其实还细分为 ehash，bhash 和 listen_hash 等，但因为过于细节，大家理解成有一个全局 hash 就够了。

在 TCP 自连接的情况中，客户端在 connect 方法时，最后会将自己的连接信息放入到这个全局 hash 表中，然后将信息发出，消息在经过回环地址重新回到 TCP 传输层的时候，就会根据 IP + 端口信息，再一次从这个全局 hash 中取出信息。于是握手包一来一回，最后成功建立连接。

TCP 同时打开的情况也类似，只不过从一个客户端变成了两个客户端而已。