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# 12.6 TCP 输入处理

TCP 输入处理虽然远比 UDP 复杂，前几节已提供了考察其实际运作所需的背景。照例，输入例程带参数被调用：

```c
(void) tcp_input(m, ifp);
    struct mbuf *m;
    struct ifnet *ifp;
```

头几步开始耳熟了：

1. 在收到的 IP 数据报中定位 TCP 头。确认分组至少有 TCP 头那么长，必要时用 `m_pullup()` 使其连续。
2. 计算分组长度，设置 IP 伪头部，对 TCP 头和数据做校验和。校验和坏则丢弃分组。
3. 检查 TCP 头长度；大于最小头部时，确保整个头部连续，分配一个额外 mbuf，把 TCP 选项复制进去。
4. 按分组指定的端口号定位连接的协议控制块。不存在则发送含复位标志 RST 的分组并丢弃分组。
5. 检查套接字是否在监听连接；是则按被动连接建立的既定过程处理。
6. 处理分组头中的任何 TCP 选项。
7. 清除连接的空闲时间，把保活定时器设回正常值。

到这里，正常检查已做完，可以处理收到分组中的数据和控制标志了。正常处理期间仍须做许多一致性检查：例如还在建立连接时 SYN 标志必须在场、连接已建立后不得在场。讨论中略去多数检查，但这些测试对防止迷途分组引起混乱和可能的数据损坏很重要。

检查 TCP 分组的下一步是看分组按接收窗口是否可接受。这一步必须在检查控制标志（尤其 RST）之前做：旧的或无关的分组除非在当前语境中明确相关，不应影响现行连接。接收窗口非零、且分组占据的序号空间至少有一部分落在接收窗口内，报文段即合格。分组含数据时，部分数据必须落在窗口内；先于窗口的数据部分被裁掉（它们已被收到），超出窗口的部分也被丢弃（它们发得太早）。接收窗口关闭（`rcv_wnd` 为零）时，只有无数据且序号等于 `rcv_nxt` 的报文段合格。入局报文段不合格时，发出确认后丢弃。

4.3BSD Tahoe 发行版 TCP 应用这些测试的方式与原 4.3BSD 磁带发行版略有不同；这里采用 Tahoe 的测试，因为它们更正确（旧版本做类似的测试，只是顺序稍异）。处理步骤如下：

1. 检查分组是否始于 `rcv_nxt` 之前。是则无视分组中的任何 SYN，裁掉先于 `rcv_nxt` 的数据。无数据留下则发送当前确认并丢弃分组（分组推测为重复传输）。
2. 裁剪后分组仍含数据、而创建套接字的进程已关闭套接字时，发送复位（RST）并断开连接。这一复位对中止无法完成的连接必不可少；典型情形是远程登录客户在数据仍在接收时断开。
3. 报文段末端越过窗口时，裁掉窗口之外的数据。窗口关闭且分组序号为 `rcv_nxt` 时，分组按窗口探测处理：置 TF\_ACKNOW 发送当前确认和窗口更新，继续处理分组其余部分。SYN 置位且连接处于 TIME\_WAIT 状态时，这实际是个新的连接请求，旧连接被丢弃——这一过程被称为快速连接重用（rapid connection reuse）。否则，无数据留下则发送确认并丢弃分组。

TCP 输入处理的其余步骤检查下列标志和字段并采取相应动作：RST、ACK、窗口、URG、数据、FIN。分组既已确认合格，这些动作可以直截了当地做：

4. RST 置位则关闭连接并丢弃分组。
5. ACK 未置位则丢弃分组。
6. 确认字段值高于此前的确认时，有新数据被确认。连接处于 SYN\_RECEIVED 态且分组确认我们的 SYN 时，进入 ESTABLISHED 态。新确认的序号范围包括正在测往返时间的那个序号时，把时间样本平均进连接的平滑往返时间估计。全部未决数据确认完毕则停止重传定时器；否则重设为当前超时值。最后从套接字发送队列删除已确认的数据。FIN 已发出且被确认则推进状态机。
7. 检查窗口字段看是否推进了已知的发送窗口。先查这是不是新的窗口更新：分组序号大于前次窗口更新的序号，或序号相同而确认更高，或序号确认都相同而窗口更大，则记录新窗口。
8. 紧急数据标志 URG 置位时，把分组中的紧急指针与上次收到的比较。不同则有新的紧急数据发出：紧急指针用来计算 `so_oobmark`——从套接字接收缓冲开头到紧急标记的偏移（10.6 节），并经 `sohasoutofband()` 通知套接字。紧急指针小于分组长度时，紧急数据已全部收到。TCP 通常把紧急模式发送的那个数据八位组（紧急指针前的最后一个八位组 ）取出存进协议控制块，等 PRU\_RCVOOB 请求时取用；套接字选项可以要求把紧急数据留在正常数据里。
9. 终于检查收到分组的数据字段。数据始于 `rcv_nxt` 则可用 `sbappend()` 直接放进套接字接收缓冲；否则分组保留在每连接队列里，等中间数据到来。协议控制块置 TF\_DELACK 标志，表示需要确认但不立即发送，希望它能搭在很快要发的分组（大概是为响应入局数据而发）上，或与很快要收到的其他数据的确认合并。下次 `tcp_fasttimo()` 例程运行时，会把标志改为 TF\_ACKNOW 并调用 `tcp_output()` 例程发送确认。
10. 处理收到分组的最后一步检查 FIN 标志。它在场时连接状态机可能要推进，套接字经 `socantrcvmore()` 标记以传达文件结束指示。发送侧已关闭（FIN 已发且确认）时，套接字就此视为关闭，经 `soisdisconnected()` 标记。置 TF\_ACKNOW 标志强制立即确认。

第 10 步完成了 `tcp_input()` 收到新分组时的动作。但如前所述，收到输入可能需要新的输出：尤其全部未决数据的确认或新的窗口更新，需要输出模块新的输出或状态变化；若干特殊条件也置 TF\_ACKNOW 标志。这些情况下，输入处理结束时调用 `tcp_output()`。


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