TCP-IP详解卷3 第12章：T/TCP实现——TCP用户请求

来源：《TCP/IP详解卷3：TCP事务协议、HTTP、NNTP和UNIX域协议》第12章（W. Richard Stevens）。pdf-inspector 报 no readable pages（该系列已知问题），pdftotext 兜底提取成功，约 11 页。

本章范围

tcp_usrreq 中被 T/TCP 修改的三个请求：PRU_CONNECT、PRU_SEND、PRU_SEND_EOF；外加新函数 tcp_connect、修改的 tcp_usrclosed、新增的 tcp_sysctl。tcp_ctloutput（TCP_NOPUSH/TCP_NOOPT 插口选项）修改太琐碎不讲。

PRU_CONNECT 的关键事实

• 即使两端都支持 T/TCP，显式 connect() 仍走完整三次握手——因为 connect 无法携带数据，tcp_output 只发 SYN。
• 要跳过三次握手，应用必须放弃 connect，改用 sendto/sendmsg 带对端地址（隐式连接建立）。这是 T/TCP 性能收益的使用前提。

tcp_connect 十步流程（新函数，显式+隐式共用）

1. in_pcbbind 绑本地端口；
2. in_pcbladdr 定本地地址 + in_pcblockup 查 PCB（T/TCP 下客户端常为一系列事务复用同一本地端口，撞上已有 PCB 的概率更高）；
3. TIME_WAIT 截断三条件：①PCB 处于 TIME_WAIT ②连接持续 < MSL ③原连接用过 T/TCP（收到过 CC/CCnew）——三者全真则 tcp_close 截断旧连接； 4-6. 补全插口对、tcp_template 缓存 IP+TCP 首部、算窗口宽度因子；
4. soisconnecting 置 SYN_SENT，连接建立定时器 75 秒；
5. ISS 初始化（TCP_ISSINCR 随机化宏）；
6. CC 值生成：读对端 TAO 缓存；全局 tcp_ccgen += CC_INC（无论是否用 CC 选项，每建一连接 +1）；
7. CC vs CCnew 判定：tao_ccsent 非 0 且 cc_send ≥ tao_ccsent → 发 CC 并更新 TAO 缓存；否则发 CCnew 且 tao_ccsent 置 0。
   • 原因：CC 回绕（如上次发 1、本次 2147483648）时对方无法区分新 SYN 与过时重复报文，必须 CCnew 强制三次握手并触发对方缓存更新。
   • 经典缺陷（Olah 1995）：Braden 参考实现把 CC/CCnew 判定放在 tcp_output 发包时而非主动打开时——SYN 丢失重传换值后，过时重复 CC 报文可能被服务器误收。正确做法：判定必须在客户端主动打开时刻一次性完成。

PRU_SEND / PRU_SEND_EOF（隐式打开路径）

• nam 非空 + 连接状态 CLOSED/LISTEN → tcp_connect 隐式建连；初始发送窗直接设 4096（TTCP_CLIENT_SND_WND，T/TCP 允许在收到服务器窗口通告前就发数据）。
• MSS：tcp_mssrcvd 第二参传 -1（尚未收 SYN），用 TAO 缓存 tao_mssopt 或路由表 rmx_mtu 预置 t_maxseg/t_maxopd——收到 SYN 之前 TCP 控制块里就必须有 MSS 值；之后真收到带 MSS 选项的 SYN 时 tcp_dooptions 再校正。
• MSG_EOF → sosend 产生 PRU_SEND_EOF → 置 SS_CANTSENDMORE → tcp_usrclosed 把 SYN_SENT 变迁到 SYN_SENT*（加星隐藏状态，设 TF_SENDFIN）。
• 效果：sendto(MSG_EOF) 首发报文段同时含 SYN + 数据 + FIN——1.5 轮 RTT 短事务的源码基础。

tcp_usrclosed 与 tcp_sysctl

• tcp_usrclosed 唯一修改：允许进程关闭尚处于 SYN_SENT / SYN_RCVD 状态的连接（设 TF_SENDFIN 进入对应加星状态）。
• tcp_sysctl：以 net.inet.tcp 前缀访问，挂在 proto_sw 的 pr_sysctl 字段。非 T/TCP 必需，但提供了不调调试器改内核 TCP 变量的简便通道——sysctl 网络调参机制的早期落地，现仅支持 3 个变量。

历史判断（12.7 节，1994 年视角）

作者类比 RFC 1323（窗口缩放/时间戳）扩散路径：1992.5 Skibo Net/2 修改 → 1993.4 Braden/Wei SunOS 4.1.1 版 → 1993.8 并入 4.4BSD → 1994.4 4.4BSD-Lite 公开 → 1995 厂商跟进；但 PC 平台普及差（实测 <2% 客户端带 1323 选项）。预测 T/TCP 走类似路：SunOS 4.1.3 参考实现（1994.9）受众窄，FreeBSD 移植（1995 初）才是传播载体。T/TCP 与实现互通安全：仅两端都支持 CC 选项时启用。 （后见之明：T/TCP 最终未获广泛部署，CCnew 回绕、TAO 缓存状态、中间盒干扰是主因之一；其”用令牌替代握手”思想在 TCP Fast Open (RFC 7413, 2014) 中复活。）

可行动点

• 想吃到 SYN 数据携带类优化（TFO 同理），应用层必须用 sendto/带地址的 sendmsg + MSG_EOF/MSG_FASTOPEN 语义，connect 路径拿不到收益。
• 任何”用递增令牌跳过握手”的设计都要回答：令牌回绕怎么办（CCnew 思路）、令牌判定放哪个时点（主动打开时，不能放重传路径）、旧令牌重复包如何拒收。

关联

• TCP-IP详解卷3-第2章-TTCP协议-TAO与扩展状态（同卷前半：TAO 缓存/CC 生成协议层，本章为其 4.4BSD 源码实现）
• TCP-IP详解卷2-实现-全书章节索引