TCP快速打开(,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。
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
并在2012年2月时已为一个IETF互联网草案,
这项规范最终在2014年12月作为RFC 7413发布。
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)。。IPv6服务器的TFO支持被合并进入3.16版本。
- FreeBSD自10.3版本(支援服務端)和12.0版本(支援用戶端)开始支持TFO。
- Mozilla Firefox 56支持TFO。
- 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。
- BIND自9.11.0开始启用。
- 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。
- Microsoft Edge从Windows 10 Preview build 14352开始支持TFO。
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
- SPDY
- SYN cookies
- TCP Cookie 传输
参考文献
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