TCP四次挥手收到乱序的FIN包会如何处理?
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发布时间：2024-10-10 06:48
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热心网友
时间：2024-10-29 00:38
收到个读者的问题，他在面试的时候，被搞懵了，因为面试官问了他这么一个网络问题：
不过这道网络题可能是提问的读者表述有问题，因为如果FIN报文比数据包先抵达客户端，此时FIN报文其实是一个乱序的报文，此时客户端的TCP连接并不会从FIN_WAIT_2状态转换到TIME_WAIT状态。
因此，我们要关注到点是看「在FIN_WAIT_2状态下，是如何处理收到的乱序到FIN报文，然后TCP连接又是什么时候才进入到TIME_WAIT状态?」。
我这里先直接说结论：
在FIN_WAIT_2状态时，如果收到乱序的FIN报文，那么就被会加入到「乱序队列」，并不会进入到TIME_WAIT状态。
等再次收到前面被网络延迟的数据包时，会判断乱序队列有没有数据，然后会检测乱序队列中是否有可用的数据，如果能在乱序队列中找到与当前报文的序列号保持的顺序的报文，就会看该报文是否有FIN标志，如果发现有FIN标志，这时才会进入TIME_WAIT状态。
我也画了一张图，大家可以结合着图来理解。
接下来，我带大家看看源码，听到要源码分析，可能有的同学就怂了。
其实要分析我们今天这个问题，只要懂ifelse就行了，我也会用中文来表述代码的逻辑，所以单纯看我的文字也是可以的。
这次我们重点分析的是，在FIN_WAIT_2状态下，收到FIN报文是如何处理的。
在Linux内核里，当IP层处理完消息后，会通过回调tcp_v4_rcv函数将消息转给TCP层，所以这个函数就是TCP层收到消息的入口。
处于FIN_WAIT_2状态下的客户端，在收到服务端的报文后，最终会调用tcp_v4_do_rcv函数。
接下来，tcp_v4_do_rcv方法会调用tcp_rcv_state_process，在这里会根据TCP状态做对应的处理，这里我们只关注FIN_WAIT_2状态。
在上面这个代码里，可以看到如果shutdown关闭了读方向，那么在收到对方发来的数据包，则会回复RST报文。
而我们这次的题目里，shutdown只关闭了写方向，所以会继续往下调用tcp_data_queue函数（因为caseTCP_FIN_WAIT2代码块里并没有break语句，所以会走到该函数）。
在上面的tcp_data_queue函数里，如果收到的报文的序列号是我们预期的，也就是有序的话：
会判断该报文有没有FIN标志，如果有的话就会调用tcp_fin函数，这个函数负责将FIN_WAIT_2状态转换为TIME_WAIT。
接着还会看乱序队列有没有数据，如果有的话会调用tcp_ofo_queue函数，这个函数负责检查乱序队列中是否有数据包可用，即能不能在乱序队列找到与当前数据包保持序列号连续的数据包。
而当收到的报文的序列号不是我们预期的，也就是乱序的话，则调用tcp_data_queue_ofo函数，将报文加入到乱序队列，这个队列的数据结构是红黑树。
我们的题目里，客户端收到的FIN报文实际上是一个乱序的报文，因此此时并不会调用tcp_fin函数进行状态转换，而是将报文通过tcp_data_queue_ofo函数加入到乱序队列。
然后当客户端收到被网络延迟的数据包后，此时因为该数据包的序列号是期望的，然后又因为上一次收到的乱序FIN报文被加入到了乱序队列，表明乱序队列是有数据的，于是就会调用tcp_ofo_queue函数。
我们来看看tcp_ofo_queue函数。
在上面的tcp_ofo_queue函数里，在乱序队列中找到能与当前报文的序列号保持的顺序的报文后，会看该报文是否有FIN标志，如果有的话，就会调用tcp_fin()函数。
最后，我们来看看tcp_fin函数的处理。
之前有不少同学问我，我是怎么看TCP源码的？
其实我看TCP源码，并不是直接打开Linux源码直接看，因为Linux源码实在太庞大了，如果我不知道TCP入口函数在哪，那简直就是大海捞针。
所以，在看TCP源码，我们可以去网上搜索下别人的源码分析，网上已经有很多前辈帮我们分析了TCP源码了，而且各个函数的调用链路，他们都有写出来了。
比如，你想了解TCP三次握手/四次挥手的源码实现，你就可以以「TCP三次握手/四次挥手的源码分析」这样关键字来搜索，大部分文章的注释写的还是很清晰，我最开始就按这种方式来学习TCP源码的。
网上的文章一般只会将重点的部分，很多代码细节没有贴出来，如果你想完整的看到函数的所有代码，那就得看内核代码了。
这里推荐个看Linux内核代码的在线网站：
elixir.bootlin.com/linux/latest/source
我觉得还是挺好用的，左侧各个版本的代码都有，右上角也可以搜索函数。
所以，我看TCP源码的经验就是，先在网上找找前辈写的TCP源码分析，然后知道整个函数的调用链路后，如果想具体了解某个函数的具体实现，可以在我说的那个看Linux内核代码的在线网站上搜索该函数，就可以看到完整的函数的实现。如果中途遇到看不懂的代码，也可以将这个代码复制到百度或者谷歌搜索，一般也能找到别人分析的过程。
学会了看TCP源码其实有助于我们分析一些异常问题，就比如今天这道网络题目，在网上其实是搜索不出答案的，而且我们也很难用实验的方式来模拟。
所以要想知道答案，只能去看源码。
本文分享自华为云社区《TCP四次挥手收到乱序的FIN包会如何处理？》，作者：小林coding