大家好，我是小林。
昨晚有位讀者問了我這麼個問題：
大概意思是，一個已經建立的 TCP 連接，客戶端中途宕機了，而服務端此時也沒有數據要發送，一直處於 establish 狀態，客戶端恢復後，向服務端建立連接，此時服務端會怎麼處理？
看過我的圖解網絡的讀者都知道，TCP 連接是由「四元組」唯一確認的。
然後這個場景中，客戶端的IP、服務端IP、目的端口並沒有變化，所以這個問題關鍵要看客戶端發送的 SYN 報文中的源端口是否和上一次連接的源端口相同。
1. 客戶端的 SYN 報文裏的端口號與歷史連接不相同
如果客戶端恢復後發送的 SYN 報文中的源端口號跟上一次連接的源端口號不一樣，此時服務端會認爲是新的連接要建立，於是就會通過三次握手來建立新的連接。
那舊連接裏處於 establish 狀態的服務端最後會怎麼樣呢？
如果服務端發送了數據包給客戶端，由於客戶端的連接已經被關閉了，此時客戶的內核就會回 RST 報文，服務端收到後就會釋放連接。
如果服務端一直沒有發送數據包給客戶端，在超過一段時間後， TCP 保活機制就會啓動，檢測到客戶端沒有存活後，接着服務端就會釋放掉該連接。
2. 客戶端的 SYN 報文裏的端口號與歷史連接相同
如果客戶端恢復後，發送的 SYN 報文中的源端口號跟上一次連接的源端口號一樣，也就是處於 establish 狀態的服務端收到了這個 SYN 報文。
大家覺得服務端此時會做什麼處理呢？
- 丟掉 SYN 報文？
- 回覆 RST 報文？
- 回覆 ACK 報文？
剛開始我看到這個問題的時候，也是沒有思路的，因爲之前沒關注過，然後這個問題不能靠猜，所以我就看了 RFC 規範和看了 Linux 內核源碼，最終知道了答案。
我不賣關子，先直接說答案。
處於 establish 狀態的服務端如果收到了客戶端的 SYN 報文（注意此時的 SYN 報文其實是亂序的，因爲 SYN 報文的初始化序列號其實是一個隨機數），會回覆一個攜帶了正確序列號和確認號的 ACK 報文，這個 ACK 被稱之爲 Challenge ACK。
接着，客戶端收到這個 Challenge ACK，發現序列號並不是自己期望收到的，於是就會回 RST 報文，服務端收到後，就會釋放掉該連接。
RFC 文檔解釋
rfc793 文檔裏的第 34 頁裏，有說到這個例子。
原文的解釋我也貼出來給大家看看。
- When the SYN arrives at line 3, TCP B, being in a synchronized state,
and the incoming segment outside the window, responds with an
acknowledgment indicating what sequence it next expects to hear (ACK
100). - TCP A sees that this segment does not acknowledge anything it
sent and, being unsynchronized, sends a reset (RST) because it has
detected a half-open connection. - TCP B aborts at line 5.
- TCP A willcontinue to try to establish the connection;
我就不瞎翻譯了，意思和我在前面用中文說的解釋差不多。
源碼分析
處於 establish 狀態的服務端如果收到了客戶端的 SYN 報文時，內核會調用這些函數：
tcp_v4_rcv
-> tcp_v4_do_rcv
-> tcp_rcv_established
-> tcp_validate_incoming
-> tcp_send_ack
我們只關注 tcp_validate_incoming 函數是怎麼處理 SYN 報文的，精簡後的代碼如下：
從上面的代碼實現可以看到，處於 establish 狀態的服務端，在收到報文後，首先會判斷序列號是否在窗口內，如果不在，則看看 RST 標記有沒有被設置，如果有就會丟掉。然後如果沒有 RST 標誌，就會判斷是否有 SYN 標記，如果有 SYN 標記就會跳轉到 syn_challenge 標籤，然後執行 tcp_send_challenge_ack 函數。
tcp_send_challenge_ack 函數裏就會調用 tcp_send_ack 函數來回復一個攜帶了正確序列號和確認號的 ACK 報文。
如何關閉一個 TCP 連接？
這裏問題大家這麼一個問題，如何關閉一個 TCP 連接？
可能大家第一反應是「殺掉進程」不就行了嗎？
是的，這個是最粗暴的方式，殺掉客戶端進程和服務端進程影響的範圍會有所不同：
- 在客戶端殺掉進程的話，就會發送 FIN 報文，來斷開這個客戶端進程與服務端建立的所有 TCP 連接，這種方式影響範圍只有這個客戶端進程所建立的連接，而其他客戶端或進程不會受影響。
- 而在服務端殺掉進程影響就大了，此時所有的 TCP 連接都會被關閉，服務端無法繼續提供訪問服務。
所以，關閉進程的方式並不可取，最好的方式要精細到關閉某一條 TCP 連接。
有的小夥伴可能會說，僞造一個四元組相同的 RST 報文不就行了？
這個思路很好，但是不要忘了還有個序列號的問題，你僞造的 RST 報文的序列號一定能被對方接受嗎？
如果 RST 報文的序列號不能落在對方的滑動窗口內，這個 RST 報文會被對方丟棄的，就達不到關閉的連接的效果。
所以，要僞造一個能關閉 TCP 連接的 RST 報文，必須同時滿足「四元組相同」和「序列號正好落在對方的滑動窗口內」這兩個條件。
直接僞造符合預期的序列號是比較困難，因爲如果一個正在傳輸數據的 TCP 連接，滑動窗口時刻都在變化，因此很難剛好僞造一個剛好落在對方滑動窗口內的序列號的 RST 報文。
辦法還是有的，我們可以僞造一個四元組相同的 SYN 報文，來拿到“合法”的序列號！
正如我們最開始學到的，如果處於 establish 狀態的服務端，收到四元組相同的 SYN 報文後，會回覆一個 Challenge ACK，這個 ACK 報文裏的「確認號」，正好是服務端下一次想要接收的序列號，說白了，就是可以通過這一步拿到服務端下一次預期接收的序列號。
然後用這個確認號作爲 RST 報文的序列號，發送給服務端，此時服務端會認爲這個 RST 報文裏的序列號是合法的，於是就會釋放連接！
在 Linux 上有個叫 killcx 的工具，就是基於上面這樣的方式實現的，它會主動發送 SYN 包獲取 SEQ/ACK 號，然後利用 SEQ/ACK 號僞造兩個 RST 報文分別發給客戶端和服務端，這樣雙方的 TCP 連接都會被釋放，這種方式活躍和非活躍的 TCP 連接都可以殺掉。
使用方式也很簡單，只需指明客戶端的 IP 和端口號。
./killcx <IP地址>:<端口號>
killcx 工具的工作原理，如下圖。
它僞造客戶端發送 SYN 報文，服務端收到後就會回覆一個攜帶了正確「序列號和確認號」的 ACK 報文（Challenge ACK），然後就可以利用這個 ACK 報文裏面的信息，僞造兩個 RST 報文：
- 用 Challenge ACK 裏的確認號僞造 RST 報文發送給服務端，服務端收到 RST 報文後就會釋放連接。
- 用 Challenge ACK 裏的序列號僞造 RST 報文發送給客戶端，客戶端收到 RST 也會釋放連接。
正是通過這樣的方式，成功將一個 TCP 連接關閉了！
這裏給大家貼一個使用 killcx 工具關閉連接的抓包圖，大家多看看序列號和確認號的變化。
所以，以後抓包中，如果莫名奇妙出現一個 SYN 包，有可能對方接下來想要對你發起的 RST 攻擊，直接將你的 TCP 連接斷開！
怎麼樣，很巧妙吧！