如何避免 SYN 攻击?

Linux网络TCP连接优化策略


什么是 SYN 攻击?

一、增大 TCP 半连接队列

增大 TCP 半连接队列,需要同时增大三个参数:

  • /proc/sys/net/ipv4/tcp_max_syn_backlog
  • /proc/sys/net/core/somazconn
  • listen() 函数的 backlog 参数

引申问题

为什么要同时增大这三个参数?详见TCP 半连接队列和全连接队列详解(结合 Linux 2.6.32 内核源码分析)

二、减少 SYN+ACK 重传次数

服务端受到 SYN 攻击时,会有大量处于 SYN_RCVD 状态的 TCP 连接,处于该状态的 TCP 会重传 SYN+ACK 报文,重传 tcp_synack_retries 次后,就会断开连接,我们可以通过减少 SYN+ACK 报文的重传次数,加快断开处于 SYN_RCVD 状态的 TCP 连接

三、开启 tcp_syncookies

我们先来看下 Linux 内核的「SYN 队列」和 「Accept 队列」是如何工作的?
在这里插入图片描述
开启 tcp_syncookies,可以在不使用「SYN 队列」的情况下建立 TCP 连接
在这里插入图片描述

  1. 「SYN 队列」满了的情况下,服务端不会丢弃后续收到的 SYN 报文,而是根据算法计算出 cookie 值,将其填入 TCP 首部的「序列号」字段后发送 SYN+ACK 报文给客户端,这也就意味着并不会有一个专门用于保存这些 cookies 的队列
  2. 服务端收到客户端的 ACK 报文后,会检查其合法性,如果合法,将该 socket 放进「Accept 队列」
  3. 服务端调用 accept() 从「Accept 队列」一一取出经过完整三次握手建立好连接的 socket

/proc/sys/net/ipv4/tcp_syncookies 主要有三个值:

  • 0:关闭该功能
  • 1:「SYN 队列」放不下时,启用该功能
  • 2:无条件启用该功能

引申问题

tcp_syncookies 能否取代半连接队列?
详见为什么 tcp_syncookies 不能取代半连接队列?

### PCIeElastic Buffer 的概念与实现 Elastic BufferPCIe 协议中用于解决数据传输时钟域不匹配问题的关键组件。在 PCIe 链路中,发送端和接收端通常运行在不同的时钟域下,这可能导致数据进入缓冲区的速度与离开缓冲区的速度不同。为了应对这种差异,Elastic Buffer 被设计为能够在数据流速不一致的情况下维持数据的完整性。 当数据进入的时钟频率(由 CDR 恢复的时钟频率)小于数据出的时钟频率(本地时钟频率)时,数据会以更快的速度从缓冲区中移除,导致缓冲区中的数据量逐渐减少,甚至可能被掏空[^2]。为了避免这种情况发生,系统会在缓冲区中插入特殊的 SKP 符号,以填充缓冲区并确保其不会被完全清空。 相反地,如果数据进入缓冲区的速度快于离开的速度,则可能会导致缓冲区溢出。对于这种场景,Elastic Buffer 的设计不允许缓冲区读空,但允许一定程度的溢出。在这种情况下,其处理方式类似于 half-full 机制,即通过调整缓冲区的深度来适应时钟差异[^3]。 此外,当 PCIe 设备启用了 SRIS(Split Recovery Idle Sequence),SKP 符号的插入频率会增加,同时需要更大的弹性缓存深度以容纳更多的 SKP 符号。然而,较大的弹性缓存会导致延时增加,从而对性能产生一定的负面影响[^1]。 ### Elastic Buffer 的作用 1. **时钟域同步**:通过插入或移除 SKP 符号,Elastic Buffer 能够在不同时钟域之间实现数据的无缝传输。 2. **避免缓冲区掏空或溢出**:通过动态管理缓冲区中的数据量,Elastic Buffer 确保了链路的稳定性。 3. **支持高性能数据传输**:尽管增加了延时,但 Elastic Buffer 的设计能够有效减少因时钟差异导致的数据丢失或错误。 ```python # 示例代码:模拟 Elastic Buffer 插入 SKP 符号的逻辑 def elastic_buffer_simulation(data_stream, clock_in_rate, clock_out_rate): buffer = [] for data in data_stream: buffer.append(data) if len(buffer) < clock_out_rate / clock_in_rate: buffer.append("SKP") # 插入 SKP 符号以填充缓冲区 while len(buffer) > 0 and len(buffer) >= clock_out_rate / clock_in_rate: yield buffer.pop(0) # 输出数据 ```
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