阻塞connect与accept返回时机与syn攻击

本文详细解析了TCP三次握手的过程及背后的原理,包括客户端发起SYN请求、服务器回应SYN+ACK以及客户端最后确认ACK的步骤。同时探讨了当SYN和ACCEPT队列满时可能产生的问题及其对应用服务器的影响。

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1 客户端在调用connect之后,将开始发起SYN请求,请求与服务器建立连接,此时称为第一次握手。
2 服务器端在接受到SYN请求之后,把请求方放入SYN队列中,并给客户端回复一个确认帧ACK,此帧还会携带一个请求与客户端建立连接的请求标志,也就是SYN,这称为第二次握手
2.5 客户端收到SYN+ACK帧后,connect返回
3发送确认建立连接帧ACK给服务器端。这称为第三次握手

服务器端收到ACK帧后,会把请求方从SYN队列中移出,放至ACCEPT队列中,而accept函数也等到了自己的资源,从阻塞中唤醒,从ACCEPT队列中取出请求方,重新建立一个新的sockfd,并返回
在这里插入图片描述
补充:那么,这两个队列满了后,新的请求到达了又将发生什么?
若SYN队列满,则会直接丢弃请求,即新的SYN网络分组会被丢弃;如果ACCEPT队列满,则不会导致放弃连接,也不会把连接从SYN列队中移出,这会加剧SYN队列的增长。所以,对应用服务器来说,如果ACCEPT队列中有已经建立好的TCP连接,却没有及时的把它取出来,这样,一旦导致两个队列满了后,就会使客户端不能再建立新连接,引发严重问题。(syn攻击)

<think>我们正在讨论的是网络编程中的accept函数阻塞问题。根据用户的问题,他想知道accept函数在什么条件下会解除阻塞。结合引用资料,我们可以这样分析: 1. **accept函数的基本行为**:accept函数用于服务器端,监听一个已绑定的套接字,等待客户端的连接请求。默认情况下,accept是一个阻塞函数,即如果没有客户端连接,它会一直等待(阻塞当前线程)直到有连接到来。 2. **解除阻塞的条件**: - **有新的连接到达**:这是最直接的情况。当有客户端发起连接(connect)并完成TCP三次握手后,accept函数会返回一个新的套接字用于这个客户端通信,从而解除阻塞。 - **套接字被设置为非阻塞模式**:如果套接字被设置为非阻塞模式(通过fcntl或ioctl设置O_NONBLOCK标志),那么当没有连接到来时,accept会立即返回一个错误(通常是EAGAIN或EWOULDBLOCK),而不是阻塞。这样程序可以继续执行其他任务,然后再次尝试accept。 - **使用多路复用机制**:如select、poll、epoll等(引用[3][4])。这些机制可以同时监听多个文件描述符(包括监听套接字)的状态。当监听套接字上有可读事件(即有新连接到来)时,再调用accept就不会阻塞,因为此时已经有连接在等待被接受。这种方法可以避免在accept阻塞,同时处理多个连接。 - **超时设置**:有些系统允许设置套接字超时(SO_RCVTIMEO选项),如果在指定的时间内没有连接到达,accept返回并设置错误码为EAGAIN或EWOULDBLOCK(或类似超时错误)。 - **信号中断**:如果进程在执行accept时被信号中断(signal),那么accept可能会返回并设置errno为EINTR。此时,程序可以选择重新调用accept或做其他处理。 - **关闭监听套接字**:如果在另一个线程中关闭了监听套接字,那么阻塞accept的线程会立即返回,通常返回一个错误(如EBADF)。 3. **引用资料分析**: - 引用[1]提到,将程序层面的阻塞方式变成非阻塞方式(例如通过设置非阻塞标志)并没有解决底层同步I/O的问题。也就是说,即使设置了非阻塞,底层的数据接收仍然是同步的(需要等待数据就绪)。但非阻塞模式确实让accept不会阻塞在调用上。 - 引用[2]解释了阻塞和非阻塞的概念:阻塞调用会一直等待条件满足,而非阻塞调用会立即返回一个标志(成功或失败)。 - 引用[3][4]介绍了select和epoll等多路复用机制,它们可以同时监听多个文件描述符,当有事件(如新连接)发生时通知程序,这样程序再调用accept就不会阻塞。 4. **总结解除阻塞的条件**: - 有新连接到达(正常情况)。 - 套接字被设置为非阻塞模式(立即返回,无论有无连接)。 - 使用多路复用机制(select/poll/epoll等)检测到有连接到达,此时调用accept不会阻塞。 - 设置了超时,超时后返回。 - 被信号中断。 - 监听套接字被关闭。 5. **补充说明**: - 在阻塞模式下,accept只有在有连接到达时才会返回。 - 在非阻塞模式下,无论有没有连接,accept都会立即返回。如果有连接,则返回新套接字;如果没有,则返回错误。 - 多路复用机制(如epoll)可以避免为每个连接都创建一个线程,而是用一个线程管理多个连接,当有连接到来时,epoll_wait会返回,然后程序再调用accept,此时accept会立即返回(因为已经有连接在等待)。 因此,回答用户的问题:accept函数在以下情况下会解除阻塞: 1. 有新的客户端连接到达(完成TCP三次握手)。 2. 套接字被设置为非阻塞模式(此时accept立即返回,不会阻塞)。 3. 使用了多路复用机制(如select、poll、epoll)且检测到监听套接字上有连接到达事件。 4. 设置了超时选项,超时时间到。 5. 执行过程中被信号中断。 6. 监听套接字被关闭。 最后,生成相关问题。</think>### accept 函数解除阻塞的条件分析 accept 函数在网络编程中用于接受客户端连接,其阻塞行为取决于系统 I/O 模型和套接字配置。解除阻塞的条件如下: #### 1. **有客户端连接到达(主要条件)** - 当客户端通过 TCP 三次握手成功建立连接时,操作系统内核会将新连接放入监听队列。 - accept 函数会立即从队列中取出连接,返回新套接字描述符并解除阻塞[^1][^2]。 - **触发场景**:客户端调用 `connect()` 成功连接服务器端口。 #### 2. **套接字设为非阻塞模式** - 通过 `fcntl(sockfd, F_SETFL, O_NONBLOCK)` 设置非阻塞标志: ```c int flags = fcntl(sockfd, F_GETFL, 0); fcntl(sockfd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK); ``` - 此时 accept 立即返回: - 成功:返回新套接字描述符(>0) - 失败:返回 -1 并设置 `errno=EAGAIN` 或 `EWOULDBLOCK`(表示无连接)[^1][^2] #### 3. **使用多路复用机制(推荐)** 通过 **select/poll/epoll** 监听可读事件: - **select/poll** 检测到监听套接字可读时,表示有新连接: ```c fd_set readfds; FD_SET(sockfd, &readfds); select(sockfd+1, &readfds, NULL, NULL, NULL); // 阻塞直到可读 if (FD_ISSET(sockfd, &readfds)) accept(sockfd, ...); // 此时不会阻塞 ``` - **epoll** 效率更高(引用[4]): ```c struct epoll_event evt = {EPOLLIN, {.fd=sockfd}}; epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, sockfd, &evt); // 注册事件 epoll_wait(epfd, events, 10, -1); // 阻塞直到事件就绪 accept(sockfd, ...); // 事件触发后调用不阻塞 ``` - **原理**:多路复用器在内核层监控连接到达事件,避免应用层忙等待[^3][^4] #### 4. **信号中断或超时** - **信号中断**:进程收到信号(如 `SIGINT`)时,accept 返回 `-1` 且 `errno=EINTR` - **设置超时**: ```c struct timeval tv = {5, 0}; // 5秒超时 setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, &tv, sizeof(tv)); ``` 超时后 accept 返回 `-1`,`errno=EAGAIN` 或 `EWOULDBLOCK`[^2] #### 5. **监听套接字关闭** - 调用 `close(sockfd)` 关闭监听套接字时: - 所有阻塞accept 的线程立即返回 - 返回值为 `-1`,`errno=EBADF`(无效文件描述符) --- ### 阻塞机制本质 accept阻塞本质是**操作系统内核的同步 I/O 机制**: 1. 应用层调用 accept → 内核检查连接队列 2. **队列为空**:线程进入睡眠状态,直到内核收到 SYN 包完成三次握手[^1] 3. **队列非空**:内核返回队列中第一个连接 > 非阻塞模式和多路复用仅改变应用层的等待方式,底层仍依赖内核通知[^1][^4]
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