TCP的初始序号大家好，我是罗伯特。上次说过，我经过一番努力考上了linux帝国的公务员，分配到网络部协议栈建设的传输层工作。第一天上班，主管让我处理一个新的TCP连接来练习。虽然我对理论很熟悉，但是我没有实际动手处理过TCP数据包，所以还是有点紧张。收到请求连接的数据包后，我准备了一个响应包，同时点亮SYN标志和ACK标志后，接下来就是难点了。我知道确认号ACK是对方的序号+1，但是我回复的序号是多少？我闭上眼睛在脑海里飞快地搜索RFC，很快想起RFC793有话说，初始序列号ISN是一个计数器，每4ms递增1。我急忙向一旁的瑟夫求助，“瑟夫，你好，初始序列号计数器在哪？”瑟夫指了指墙上一个钟形的东西，“这里，就是，这是一个全球统一的柜台，大家Shared。”我填好序列号一栏，正要发送，瑟夫拦住我，“等等，你打算用这个计数器作为初始序列号，直接发送？”“这有什么不妥吗？RFC793就是你说的。”“这是旧版本，现在不是这样的！直接拿这个当序列号很危险。”你不知道的ISN有点尴尬，然后Cerf给我介绍了前因后果。”原来Bitverse的其他帝国都是直接按照RFC793设计ISN的。随后，攻击者冒充客户端向服务器发送数据包，劫持他人正常的TCP连接。窃取机密数据！你猜他是怎么做到的？”这并没有打扰我，我脱口而出：“这家伙一定是中途监听了网络通讯，拿到了他们通讯的序号和确认号，然后就可以伪造一方来”瑟夫摇摇头，“不，这家伙不是中间人，他没有监听通讯。知道序列号不知道序列号怎么能冒充呢？”听到我的问题，瑟夫会心一笑，“这家伙太聪明了。在冒充之前，他与服务器建立了连接并获得了服务器的初始序列号。因为这个序列号每4ms加1，所以后面计算出来，后面建立连接的时候你就可以计算出服务器新的ISN是多少了。”我恍然大悟，“这家伙真是个鸡贼，所以看来这个ISN不能这么简单的设置。”“所以，我就阻止你了，现在RFC又出了一个1948号的新文件，规定ISN应该这样计算：”ISN=M+F(localhost,localport,remotehost,remoteport)“M是刚才看的counter，在此基础上加一个F，对通信双方的IP和端口，即四元组信息进行操作，给counter加一个值，增加不可预测性国际标准号。“我点了点头，”这个F一般用什么算法？会犯错误的。”瑟夫拍了拍我的肩膀，语重心长地说：“你还是要继续学习，考上帝国文官只是第一步。”“不只是他要学习，你也必须学习。你不知道ISN有新规定吗？”回头一看，原来是主管走了过来。“主任，新规定是什么？”瑟夫问道。当前的ISN是这样计算的："ISN=M+F(localip,localport,remoteip,remoteport,secretkey)"还有一个secretkey！"，我一下子发现了不同。"没错！如果双方连续两次使用同一个端口通信，四元组是固定的，那么F函数计数的结果也是固定的，这样随机性就大大降低了。所以再加一个secretkey，让ISN更难预测。”“是不是万无一失？不再害怕被劫持了？”，我问道。主管顿了顿说：“除非是网络公司其他单位被中介劫持，否则应该没有别的办法。”不愧是主管，他知道的比我们多。延迟了很久，我的连接还没有得到应答，于是我赶紧按照新的算法计算出ISN。把对方还给从前。第一次练习联系教会了我很多。没想到一个简单的ISN竟然有这么多细节。神秘的柜台时间到了下午，瑟夫带着我在大楼里转了一圈，熟悉一下环境。不多时，我们来到了一个放着一堆柜台的房间，上面的信号灯还在忽明忽暗地闪烁着。“这是什么柜台，怎么这么多！”，我在一旁问瑟夫。“这些是记录我们网络部门工作数据的重要显示器，不仅在我们的传输层，在下面一楼的网络层，都有一个房间，存放着他们的计数器。我们每次开机，如何我们发了多少包，收到了多少包，错误收到了多少信息，收到了多少重复包等等，都记录在这里，以后正式上班，一定要经常来这里。”我环顾四周，每个计数器都被标记为：SyncookiesSentSyncookiesRecvSyncookiesFailedEmbryonicRstsPruneCalledRcvPrunedOfoPruned·······DelayedACKsDelayedACKLockedDelayedACKLostListenOverflowsListenDropsTCPPrequeued正在看，突然发现有很多同名的计数器，仔细看不是同名的，而是分了8个partition在这里，每个分区的计数器都是一样的。“瑟夫，为什么这里有8个相同的计数器？”“那是因为我们处理的CPU是8核的。为了防止多线程竞争，加锁也来不及了，所以拿到了8份。在最终统计数据中将它们放在一起就足够了。”离开柜台后，Cerf带我参观了存放连接请求队列的仓库，然后教我如何使用几个TCP定时器。这一天真是收获满满。明天就要正式开工了，不知道会是怎样的一天~未完待续...彩蛋“醒醒，上风给我们发任务，让我们配合他劫持TCP连接”“我们没有内核权限怎么劫持TCP连接？”“信里没说，就是让我们报一个柜台的价值”“什么柜台？”预告接下来会发生什么，敬请关注后续花絮……
