TCP快速打开
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TCP快速打开(英語:TCP Fast Open,简称TFO)是对计算机网络中传输控制协议(TCP)连接的一种简化握手手续的拓展,用于提高两端点间连接的打开速度。
它通过握手开始时的SYN包中的TFO cookie(一个TCP选项)来验证一个之前连接过的客户端。如果验证成功,它可以在三次握手最终的ACK包收到之前就开始发送数据,这样便跳过了一个绕路的行为,更在传输开始时就降低了延迟。这个加密的Cookie被存储在客户端,在一开始的连接时被设定好。然后每当客户端连接时,这个Cookie被重复返回。[1]
此Cookie通常采用一种分组密码,私钥由服务器根据客户端的IP地址保存,生成一个第三方难以仿冒的訊息鑑別碼标签,即便第三方可以伪造源IP地址或从其他IP地址制造到同一个服务器的连接。尽管使用了加密技术来生成cookie,但TFO并不着眼于提供比它所替换的三次握手有更多的安全性,并且不对所产生的TCP连接提供任何形式的加密保护或端点身份认证。它的目的不是为了抵挡中间人攻击。
这个协议最早提出于2011年[2] 并在2012年2月时已为一个IETF互联网草案,[3] 这项规范最终在2014年12月作为RFC 7413发布。[4]
过程
请求Fast Open Cookie
- 客户端发送SYN数据包,该数据包包含Fast Open选项,且该选项的Cookie为空,这表明客户端请求Fast Open Cookie;
- 支持TCP Fast Open的服务器生成Cookie,并将其置于SYN-ACK数据包中的Fast Open选项以发回客户端;
- 客户端收到SYN-ACK后,缓存Fast Open选项中的Cookie。
实施TCP Fast Open
以下描述假定客戶端在此前的TCP連接中已完成請求Fast Open Cookie的過程並存有有效的Fast Open Cookie。
- 客户端发送SYN数据包,该数据包包含数据(对于非TFO的普通TCP握手过程,SYN数据包中不包含数据)以及此前记录的Cookie;
- 支持TCP Fast Open的服务器会对收到Cookie进行校验:如果Cookie有效,服务器将在SYN-ACK数据包中对SYN和数据进行确认(Acknowledgement),服务器随后将数据递送至相应的应用程序;否则,服务器将丢弃SYN数据包中包含的数据,且其随后发出的SYN-ACK数据包将仅确认(Acknowledgement)SYN的对应序列号;
- 如果服务器接受了SYN数据包中的数据,服务器可在握手完成之前发送数据;
- 客户端将发送ACK确认服务器发回的SYN以及数据,但如果客户端在初始的SYN数据包中发送的数据未被确认,则客户端将重新发送数据;
- 此后的TCP连接和非TFO的正常情况一致。
注:客户端在请求并存储了Fast Open Cookie之后,可以不断重复TCP Fast Open直至服务器认为Cookie无效(通常为过期)。[4]
实现
TFO的实现包括:
- TFO的IPv4支持在3.6(客户端)和3.7(服务端)版本中被合并进Linux内核主线[5][6][7]。IPv6服务器的TFO支持被合并进入3.16版本。[8]
- FreeBSD自10.3版本[9](支援服務端)和12.0版本(支援用戶端)开始支持TFO[10]。
- Mozilla Firefox 56支持TFO。[11]
- Google Chrome和Chromium浏览器在Linux上提供TFO支持,包括Chrome OS和Android。
- Exim(邮件传输代理)从4.88开始启用TFO。[12]
- BIND自9.11.0开始启用。[13]
- 苹果公司的iOS 9和OS X 10.11支持TCP快速打开,但并未为各连接默认启用。[14]
- Microsoft Edge从Windows 10 Preview build 14352开始支持TFO。[15]
替代品
TCP快速打开(TFO)类似一项1994年被称作T/TCP(RFC 1644)的提议,但由于它未考虑安全原因而存在漏洞,所以未被广泛使用。
参见
参考文献
- ^ Kerrisk, Michael. TCP Fast Open: expediting web services. LWN.net. 2012-08-01 [2014-12-03]. (原始内容存档于2014-12-05).
- ^ Radhakrishnan S, Cheng Y, Chu J, Jain A, Raghavan B. TCP Fast Open (PDF). ACM CoNEXT. 2011-12-06 [2014-12-03]. (原始内容存档 (PDF)于2012-10-29).
- ^ Cheng Y, Chu J, Radhakrishnan S, Jain A. TCP Fast Open. IETF. 2013-01-26. I-D draft-ietf-tcpm-fastopen-06.
- ^ 4.0 4.1 Yuchung Cheng, Jerry Chu, Sivasankar Radhakrishnan, and Arvind Jain. TCP Fast Open. IETF. December 2014 [10 January 2015]. (原始内容存档于2015-01-01).
- ^ Kerrisk, Michael. TCP Fast Open: expediting web services. LWN.net. 2012-08-01 [2014-12-03]. (原始内容存档于2014-12-05).
The client-side support has been merged for Linux 3.6
- ^ Vaughan-Nichols, Steven J. Linux 3.7 arrives, ARM developers rejoice. Linux and Open Source (ZDNet). 2012-12-11 [2014-12-03]. (原始内容存档于2014-11-05).
Linux 3.7. TCP Fast Open will now be supported on servers
- ^ Linux Kernel 3.13. kernelnewbies.org. 19 January 2014 [11 February 2014]. (原始内容存档于2014-01-25).
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被忽略 (帮助) - ^ Linux Kernel 3.16. kernelnewbies.org. 3 August 2014 [14 September 2014]. (原始内容存档于2014-12-15).
|section=
被忽略 (帮助) - ^ [base] Revision 292823. svnweb.freebsd.org. [2017-08-06]. (原始内容存档于2021-05-27) (英语).
- ^ [base] Revision 292706. svnweb.freebsd.org. [2017-08-06]. (原始内容存档于2018-02-18) (英语).
- ^ 1188435 - Support TCP fastopen. bugzilla.mozilla.org. [2017-08-06]. (原始内容存档于2017-09-09) (英语).
- ^ [exim] Exim 4.88 released. lists.exim.org. [2017-08-06]. (原始内容存档于2021-05-27) (英语).
- ^ Release Notes for BIND Version 9.11.0. [2016-10-05]. (原始内容存档于2016-10-21).
- ^ Your App and Next Generation Networks. Apple Inc. 2015 [2016-12-10]. (原始内容存档于2015-06-15).
- ^ Windows 10 build 14352 - New web platform features. Microsoft. [2016-05-27]. (原始内容存档于2016-06-30).