internal22-291-切断処理第二段階 - Linux Kernel Documents Wiki - Linux Kernel Documents

上: コネクションの切断

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次: LISTEN状態のソケットの解放

切断処理第二段階

次に、残された他方のソケットがcloseされた時の動作を説明する。

(step 4)

アプリケーションがTCP_CLOSE_WAIT状態のソケットからデータを読み尽くすとEOFが戻される。(一般に)これを契機にアプリケーションは、残されたTCP_CLOSE_WAIT状態のソケットをcloseする。

基本的に一つ目のソケットのcloseと同じ処理を行う。異なるのは、ソケットの状態がTCP_CLOSE_WAITからTCP_LAST_ACKに移行する点である。

ソケットのstate_changeメソッド呼び出しにより、このソケットで待ちに入っているプロセスを起床する。
receive_queueにパケットがあるときは、そのパケットを破棄し、ソケットを即TCP_CLOSE状態にし、終了する。
- TCP_CLOSE状態にすると同時に、遅延ソケット削除タイマ(net_timer関数)の起動を行う (TIME_DONE)。TCPポートキャッシュからの削除も行う(tcp_v4_unhash関数)。
- コネクション相手に強制的にRESETを送りつける (tcp_send_active_reset関数)

receive_queueのパケットを全て読み出してからcloseを行った場合はソケットの状態をTCP_LAST_ACKに変更(tcp_close_state)する。
FINパケットを送信する(tcp_send_fin関数)
- まだ未送信のパケットがあればFIN情報を相乗りさせ、 (ソケットのsend_headが指すパケット)パケットを送出 (tcp_transmit_skb)。パケットがない時は、FIN情報だけのパケットを新規作成(sock_wmalloc)し、送出(tcp_send_skb)する。
setsockoptでlinger指定されているときは、ソケットがTCP_LAST_ACKになるまで待つ。(送信相手から FIN対するACKが返送されて来るまで待つ)

(step 5) 先にcloseしたソケットはTCP_FIN_WAIT2状態になっている。TCP_FIN_WAIT2状態がFINパケットを受信(tcp_rcv_state_process関数)すると、tcp_fin関数を呼び出す。tcp_fin関数は、TCP_FIN_WAIT2状態のソケットをTIME_WAIT状態のtcp_tw_bucketとTCP_CLOSE状態のソケットの二つに作り直す(tcp_time_wait関数)。

新規にtcp_tw_bucketを確保(kmem_cache_alloc)し、 TCP_FIN_WAIT2状態のソケットをtcp_tw_bucketにコピーする。状態はTCP_TIME_WAITに初期化する。
TCPポートキャッシュにTCP_TIME_WAITになったことを反映 (tcp_tw_hashdance関数)させる。
tcp_tw_bucket削除のためのタイマを起動 (tcp_tw_schedule関数)する。2SML時間後にtcp_tw_bucketが削除されることになる。
TCP_FIN_WAIT2状態のソケットをTCP_CLOSE状態にし、一定時間後に削除されるようにタイマの起動要求をだす。まだTCPポートの解放は行わない。TCPポートの解放はタイマ(net_timer)の延長で行われる。

(step 6) 後からcloseしたソケットは、TCP_LAST_ACK状態になっている。これに対し通信相手のソケットからFINに対応するACKが戻ってくる。このACKを受信(tcp_rcv_state_process関数)すると、ソケットをTCP_CLOSE状態に遷移させ、一定時間後に削除されるようにタイマの起動要求をだす。

(step 7) TIME_WAIT状態のtcp_tw_bucketは、システム上に２MSL時間存在し続ける。生成されてから２MSL時間立つと、タイマ(tcp_twkill関数)がこのTIME_WAIT状態のtcp_tw_bucketの削除を行う。

TIME_WAIT状態のtcp_tw_bucketは、この２MSL時間TCPポートを占有し続けることになる。このTCPポート宛のパケットはtcp_tw_bucketが受信(tcp_timewait_state_process関数)し、応答を返す。

正確には、先にコネクトされた相手ホストの同じポートからのパケットのみtcp_tw_bucketが受ける。同じTCPポート宛であっても他のホストから送られてきたものや、同じ相手ホストでも別のポートから送られてきたものはtcp_tw_bucketは受信しない。これは２MSL時間内であっても同じTCPポートを再利用し、全く別のソケットとコネクションを確立することが可能であることを示している。 BSDでの実装と異なり、RFCに忠実である。

'step 4'で送ったFINに対し、'step 5'で送り返したACKがネットワーク上でロストしたとき、再びFINが送られて来ることもあり、再度ACKを送り返さなければならない。