三次握手的入口函数是tcp_v4_conn_request,负责SYN校验与半连接队列管理;tcp_rcv_state_process处理ACK并移入全连接队列;accept()仅消费已建立连接。

三次握手的入口函数是 tcp_v4_conn_request
当 SYN 报文到达,且 socket 处于 LISTEN 状态时,内核会调用 tcp_v4_conn_request(IPv4 场景)启动握手流程。这个函数不直接发送 SYN+ACK,而是先做合法性校验:检查源端口非 0、SYN 标志位是否置位、是否超过半连接队列上限(net.ipv4.tcp_max_syn_backlog)、是否触发 syncookie 机制等。
常见错误现象包括:客户端收不到 SYN+ACK,但服务端 netstat -s | grep "SYNs to LISTEN sockets" 计数持续增长——这往往说明半连接队列已满,后续 SYN 被丢弃,而非进入队列。
- 若启用了 syncookie(
net.ipv4.tcp_syncookies = 1),即使队列满,也会动态生成 cookie 并发回 SYN+ACK,避免丢包;但此时不分配struct sock,直到收到第三次 ACK 才真正创建连接 - 未启用 syncookie 时,队列满会导致
TCPDropReq计数上升,且不会给客户端任何响应 -
tcp_v4_conn_request返回 0 表示成功入队(或 syncookie 发送成功),返回负值则直接丢包
tcp_rcv_state_process 处理 SYN+ACK 和 ACK
客户端收到 SYN+ACK 后发送 ACK,服务端在 tcp_rcv_state_process 中处理该报文。此时连接仍处于 TCP_SYN_RECV 状态,该函数会检查 ACK 序号是否匹配(即是否等于自己发出去的 ISN + 1),并验证时间戳、SACK 等选项。
关键点在于:只有通过所有校验,内核才会将连接从半连接队列(inet_ehash_bucket 中的 syn_table)移到全连接队列(sk->sk_receive_queue 对应的 accept 队列),并将 socket 状态改为 TCP_ESTABLISHED。
- 若 ACK 序号错误或时间戳校验失败(如
net.ipv4.tcp_timestamps = 1且对端时间戳回绕异常),该 ACK 会被静默丢弃,连接卡在TCP_SYN_RECV - 全连接队列长度由
listen()的backlog参数和net.core.somaxconn共同限制,超限后新 ACK 不入队,也不发 RST - 客户端若迟迟没发 ACK(比如网络延迟或丢包),服务端靠
tcp_synack_retries控制重传次数,默认 5 次,对应约 3 分钟后超时释放临时结构
accept() 系统调用只从全连接队列取 sock,不参与握手
accept() 是用户态行为,它不触发、不等待、也不校验三次握手过程。它只是从内核维护的全连接队列中取出一个已处于 TCP_ESTABLISHED 状态的 struct sock,复制一份给用户进程,并返回新的 fd。
所以即使握手已完成,只要全连接队列为空(比如服务端处理太慢、accept() 调用不及时),新连接就一直卡在队列里,表现为客户端 connect() 已返回但服务端还没调用 accept() —— 此时连接状态在服务端是 ESTABLISHED,但尚未被应用感知。
- 可通过
ss -lnt查看Recv-Q列:非 0 表示全连接队列有积压 - 若
Recv-Q持续 > 0,说明应用 accept 速度跟不上连接建立速度,可能需优化事件循环或增加 worker 数量 - 注意:
netstat -s中的"times the listen queue of a socket overflowed"计数上升,说明曾有连接因全连接队列满而被丢弃(此时内核会发 RST 给客户端)
抓包看到 SYN+ACK 但连接不成立?重点查半连接队列和 cookie 状态
Wireshark 显示服务端发了 SYN+ACK,但客户端 connect() 失败或超时,大概率不是网络问题,而是服务端没收到第三次 ACK 或拒绝了它。这时不能只盯发送路径,要结合内核参数和统计确认实际执行分支。
- 运行
cat /proc/net/netstat | grep -i "Syncookies":若SyncookiesSent值增长,说明走的是 syncookie 路径,此时第三次 ACK 必须携带正确 cookie,否则被丢弃且无日志 - 检查
net.ipv4.tcp_abort_on_overflow = 0(默认值):为 0 时,全连接队列满只会丢 ACK;设为 1 则对新 ACK 直接发 RST,客户端立刻报Connection refused - 用
tcpdump -nni any 'tcp[tcpflags] & (tcp-syn|tcp-ack) == tcp-syn' and port XXX对比服务端收包和发包时间差,可判断是否在tcp_v4_conn_request阶段就被过滤
整个握手过程没有“原子性”保障:每个报文都可能被中间设备丢弃、被防火墙拦截、或在内核不同阶段因参数/资源限制被静默丢弃。最易被忽略的是半连接队列与全连接队列的双重限制,以及 syncookie 开启后对第三次 ACK 的强校验逻辑。










