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TCP 握手是否由 Web 应用程序 Flask 或 nginx 等 Web 服务器处理？

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TCP 握手是否由 Web 应用程序 Flask 或 nginx 等 Web 服务器处理？

如果我在端口 5000 上以开发模式运行一个简单的 flask 应用程序（因此 Web 服务器和 Web 应用程序是 flask 库）。有没有办法查看客户端和服务器之间交换的 SYN、SYN-ack、ack 请求？例如，打印它们？我不想使用 Wireshark 之类的工具来查看流量，我想知道谁在处理该过程。

from flask import Flask
app = Flask(__name__)


@app.route('/')
def index():
    return 'hello'

当我执行curl localhost:5000/curl 时，它首先发送 SYN？谁会应答它？Flask？

我该怎么做才能在自己的应用程序上看到所有这些过程？另外，我想看看 HTTP/1.1 的保持活动机制是如何工作的？

答案1

TCP 握手是否由 Web 应用程序 Flask 或 nginx 等 Web 服务器处理？

都不是。对于 TCP，握手完全由操作系统处理。

cURL 使用操作系统提供的“套接字 API”（通常是 socket() 和 connect() 函数）发起连接，而 Flask 的 devel-server 使用 listen() 和 accept() 接收连接。当 accept() 函数返回时，整个 TCP 握手已经完成，Flask 可以使用套接字来传输数据。

这意味着您尝试查看的进程实际上根本不是您应用程序的一部分。 Flask 仅使用 Python 的socket.socket()对象，然后直接调用相应的 OS 函数 - 您需要使用 OS 跟踪工具（例如 dtrace/bpftrace/systemtap）来查看发生的内部内核调用。

但请注意，QUIC（如 HTTP/3）的工作方式略有不同——操作系统中没有直接支持 QUIC，因此它是cURL 和 Nginx 执行 QUIC 握手，尽管它们仍使用 ngtcp2 或 MsQuic 等库来完成所有工作。（端点仍使用“套接字 API”与操作系统通信，但对于 QUIC，它们会创建不实现自身握手的 UDP 套接字。）

我如何手动向本地网络中的计算机发送 SYN 数据包？

与数据包捕获工具类似，还有数据包生成工具可让您制作自定义数据包（甚至可能制作自己的 TCP 堆栈）。其中之一是scapy，它是用 Python 编写的，可让您使用 Python REPL 手动构建数据包。另一个类似的选项是模块pypacker，同样用 Python 编写。

此类工具通常使用“原始套接字”，它与 UDP 套接字非常相似，但应用程序可以包含自己的 IP 标头。您通常需要 root 权限才能使用此功能。

另外，我想看看 HTTP/1.1 的保持活动机制是如何工作的？ [...] Flask 如何告诉操作系统保持 TCP 连接以便将其用于其他请求？

一般来说，一旦 TCP 连接打开，它就会仍然开放除非进程故意关闭它（或除非进程退出，在这种情况下操作系统会关闭连接）。操作系统不会跟踪“请求”——这是应用程序的问题；TCP 可以随时向任何方向传输数据。

因此，整个 HTTP/1.1“保持活动”机制是服务器在发送响应后实际上不会关闭 TCP 连接，即它不会调用shutdown()或close()。这允许客户端通过该连接发送更多HTTP请求。仅此而已——客户端和服务器都不会做出任何努力保持连接仍然有效，他们只是避免首先终止它。

（有一个可选的 HTTP标题它允许 HTTP/1.0 客户端请求保持活动，或者允许 HTTP/1.1 客户端阻止它。）

当然，该机制仅适用于在请求之间保持运行（并保持 OS 套接字打开）的客户端。例如，可以为curl或wgetCLI 工具提供多个要下载的 URL，在为第一个 URL 建立连接后，它们将保持打开状态以进行下一个 URL（假设它来自同一服务器）。但是，一旦工具退出（curl第二次运行），连接就会立即关闭有建立全新的联系。

类似地，Python将使用“keep-alive”自动在多个或调用requests.Session()之间重复使用连接。但是，如果脚本退出，连接也会随之关闭。.get().post()

但请注意，有些其他协议还具有“保持活动”功能，其工作方式不同，通过发送明确的“我仍在运行”数据包（例如，可能每分钟发送一次保持活动数据包）。这可以通过两种方式之一实现 - 要么数据包携带应用程序生成的实际数据，或者它们是操作系统在应用程序启用此功能后发送的 0 长度 TCP 数据包。（后者称为“TCP keepalive”；它们不需要保持两台主机之间的正常连接打开，但有时用于防止中间的系统（例如家庭 NAT 路由器）强行关闭它。）

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