探讨Linux kernel中对序列号超前的ACK包的处理

在开发的内核模块中遇到这样一个问题：一个数据包有多个请求，每次只让服务器处理一个请求，所以在将请求交到上层的时候需要拆包，只将部分数据交到上层。为了防止客户端重传数据包，要预先给客户端发送一个对完整数据包的确认。这样就会造成一个问题，客户端发送的ACK包的序列号，会比协议栈中期望的序列号大。

假设完整数据包的起始序列号分别为1883458390、1883458821，上层协议栈拿到的数据包的起始序列号为1883458390、1883458476，这时服务器端sock结构的rcv_nxt应该为1883458476，但是由于我们事先多发送了一个ACK，所以这时客户端的ACK包的序列号为1883458821，而不是1883458476。下面是抓包的部分截图，根据抓包情况来看，这样的ACK包，内核接受了这样的确认包，如图所示（客户端：192.168.9.188；服务器端：192.168.9.191）：

OK，现在我们开始来看看内核中是如何处理这样的数据包，为什么会接受这样的ACK包。

TCP协议的接收函数为tcp_v4_rcv()，该函数SKB进行必要的检查，如数据的长度、校验和初始化等，初始化TCP控制块中的值；接着会调用__inet_lookup_skb()函数在tcp_hashinfo散列表中来查找是否存在对应的传输控制块。如果找到，则调用tcp_v4_do_rcv()来处理（这里我们忽略了Netfilter、IPSec、DMA等细节，这些跟我们探讨的内容无关），基本的代码流程如下图所示：

我们的ACK包的校验和、首部长度是没有问题，所以它可以轻松的通过tcp_v4_rcv()的检查，接下来看tcp_v4_do_rcv()中处理。tcp_v4_do_rcv()中会首先检查SKB包对应的sock结构的状态，如果是ESTABLISHED状态，则会调用tcp_rcv_established()来处理，代码片段如下：

int tcp_v4_do_rcv(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
{
    ......

 if (sk->sk_state == TCP_ESTABLISHED) { /* Fast path */
  TCP_CHECK_TIMER(sk);
  if (tcp_rcv_established(sk, skb, tcp_hdr(skb), skb->len)) {
   rsk = sk;
   goto reset;
  }
  TCP_CHECK_TIMER(sk);
  return 0;
 }
 
 ......
}