CN102573111A - 传输控制协议资源的释放方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种TCP资源的释放方法及装置，其中，上述方法包括：在BNG和UE进行三次握手连接后，BNG向UE发送探测消息；所述BNG获取来自于所述UE的响应消息的接收状态，其中，所述响应消息为所述探测消息的响应消息；所述BNG根据获取的所述接收状态释放所述UE占用的TCP资源。采用本发明提供的上述技术方案，解决了相关技术中，在TCP全连接(三次握手连接)建立后，尚无有效地对TCP资源进行释放的技术方案从而影响正常用户的WEB认证等技术问题，进而达到了有效的利用有限的TCP资源，正常用户可以正常进行WEB认证的效果。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种传输控制协议(Transfer Control Protocol，简称为TCP)资源的释放方法及装置。
背景技术
WEB认证在当前的无线局域网(Wireless Local Area Network，简称为WLAN)宽带接入中广泛使用。如图1所示，WEB认证主要的工作过程如下：
WLAN上网的用户通过接入节点(Access Node，简称为AN)接入宽带网络网关(Band NetGate，简称为BNG)，先从BNG获取IPv4地址，此时用户尚未认证并没有访问互联网的权限。
当用户需要使用互联网业务时，用户通过超文本传输协议(Hypertext Transfer Protocol，简称为HTTP)访问任意互联网网页，BNG截获用户的HTTP连接并将用户访问的页面通过HTTP重定向到运营商提供的用户认证WEB页面。
用户在运营商提供的用户认证WEB页面上输入用户名密码，在运营商的Radius服务器*(即WEB认证服务器)认证通过后，BNG给该用户打开访问互联网的权限，用户可以正常访问互联网。
HTTP协议是基于传输控制协议(Transfer Control Protocol，简称为TCP)连接的应用层协议，在WEB认证中，当未认证的用户访问互联网网页时，BNG和用户先通过TCP三次握手建立TCP连接，TCP连接建立后将用户访问网页的任意HTTP请求重定向到运营商指定的页面。
正常情况下，BNG给用户重定向HTTP请求的过程：首先是TCP连接的建立过程，然后是HTTP重定向过程：1、WEB认证用户首先向BNG发送TCP SYN报文；2、BNG响应TCPSYN ACK；3、WEB认证用户收到SYN ACK后再次响应TCP ACK，此时TCP连接建立；4、WEB认证用户发送HTTP GET请求到BNG，BNG响应WEB认证用户HTTP重定向报文；5、WEB认证用户访问重定向后的WEB认证地址。
当前网络广泛存在着TCP拒绝服务攻击，因此WEB认证这种基于TCP的交互过程也会很容易遭受到TCP拒绝服务攻击。根据WEB认证过程，WEB认证过程中遭受到的拒绝服务攻击分为TCP连接建立前的拒绝服务攻击和TCP连接建立后的拒绝服务攻击两种：
TCP连接建立前的TCP拒绝服务攻击会制造大量的无效的TCP半连接。TCP半连接意味着，TCP客户端的永远都不能响应最后一个TCP ACK报文，此时服务器会一直等待TCP客户端响应TCP ACK，并保留这个TCP半连接状态直到TCP半连接超时才释放，这个超时时间可能长达十几秒。如果是用户恶意TCP攻击，用户会向服务器发送大量的TCP SYN请求建立大量的TCP连接，然后永远都不响应TCP ACK，此时服务器会维持大量的TCP半连接而BNG的TCP连接资源是有限的，这体现在对于HTTP服务BNG支持的TCP连接建立速率和同时建立的TCP连接总数是有限的。TCP连接的拒绝服务攻击通过建立大量无效的TCP半连接来消耗BNG的TCP连接数，BNG会一直维持这些无效的TCP半连接并占用有限的TCP连接数，当BNG的HTTP服务的TCP连接数都被TCP半连接消耗时，合法的TCP连接建立会失败，进而影响正常的基于TCP的WEB认证业务。
目前，可以以下方式防御TCP拒绝服务攻击：
1、采用限制同一用户的TCP连接速率和连接数的方式来保护设备的TCP资源，从而使正常TCP连接不受影响；
2、缩短TCP半连接老化时间，以及时老化TCP半连接，释放TCP资源。
由此可见，当前对TCP拒绝服务的攻击的防御均为防御TCP的半连接攻击，并无有效地对TCP连接已经建立后的HTTP连接异常时的TCP资源的保护。造成这种连接异常的原因可能是用户恶意攻击，或者是网络故障造成用户的HTTP报文无法送到BNG。
TCP全连接建立后，即在BNG和UE建立TCP连接后，正常情况下BNG在重定向用户的HTTP请求后，用户会通过TCP FIN来结束TCP连接，BNG会释放该TCP资源，但是并没有对TCP连接已经建立后的HTTP连接异常时的TCP资源的保护，会存在下述情况：(1)用户设备可能在TCP连接建立后不发送HTTP请求也不主动结束TCP连接，此时BNG仍然会维持TCP连接，直到TCP连接超时，显而易见，此时也会占用BNG有限的TCP连接数，进而影响正常的基于TCP的WEB认证业务。(2)当BNG使用WEB业务时，用户在获取地址后访问任意网页，BNG和用户TCP三次握手成功后，用户不发送HTTP报文，导致服务器之前三次握手申请的资源不能及时释放，大量用户同时WEB认证时就会出现服务器资源被占满，影响正常用户的WEB认证。
针对相关技术中的上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中，在TCP全连接建立后，尚无有效地对TCP资源进行释放的技术方案从而影响正常用户的WEB认证等技术问题，本发明提供了一种TCP资源的释放方法及装置，以至少解决上述问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种TCP资源的释放方法，包括：在宽带网络网关BNG和用户设备(User Equipment，简称为UE)进行三次握手连接后，BNG向UE发送探测消息；所述BNG获取来自于所述UE的响应消息的接收状态，其中，所述响应消息为所述探测消息的响应消息；所述BNG根据获取的所述接收状态释放所述UE占用的TCP资源。
上述BNG根据获取的接收状态释放UE占用的TCP资源，包括：在接收状态为未接收到响应消息时，BNG释放UE占用的TCP资源。
上述方法还包括：在到达发送探测消息的预设发送次数，并且每次发送探测消息后均未收到响应消息时，BNG释放TCP资源。
上述BNG根据获取的接收状态释放UE占用的TCP资源，包括：在接收状态为接收到响应消息时，BNG在确定在第一预定时间段未接收到UE的访问请求后，释放TCP资源。
上述BNG向UE发送探测消息之前，包括：BNG确定在第二预设时间段内未收到来自于UE的访问请求。
根据本发明的另一方面，提供了一种TCP资源的释放装置，包括：发送模块，用于在宽带网络网关BNG和用户设备(UE)进行三次握手连接后，向所述UE发送探测消息；获取模块，用于获取来自于所述UE的响应消息的接收状态，其中，所述响应消息为所述探测消息的响应消息；释放模块，用于根据获取的所述接收状态释放所述UE占用的TCP资源。
上述释放模块，还用于在接收状态为未接收到响应消息时，释放其分配的TCP资源。
上述释放模块，还用于在到达发送探测消息的预设发送次数，并且每次发送探测消息后均未收到响应消息时，释放TCP资源。
上述释放模块，还用于在接收状态为接收到响应消息时，在确定在第一预定时间段未接收到UE的访问请求后，释放TCP资源。
上述装置还包括：确定模块，用于确定在第二预设时间段内未收到来自于UE的访问请求。
通过本发明，采用BNG根据获取的探测消息的响应消息的接收状态控制释放UE占用的TCP资源的技术手段，解决了相关技术中，在TCP全连接(三次握手连接)建立后，尚无有效地对TCP资源进行释放的技术方案从而影响正常用户的WEB认证等技术问题，进而达到了有效的利用有限的TCP资源，正常用户可以正常进行WEB认证的效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为根据相关技术的Web认证交互流程示意图；
图2为根据本发明实施例的TCP资源的释放方法的流程图；
图3为根据本发明实施例的TCP资源的释放装置的结构框图；
图4为根据本发明优选实施例的TCP资源的释放装置的结构示意图；
图5为根据本发明实施例1的TCP资源保护的原理示意图；
图6为根据本发明实施例1的TCP资源保护的方法的流程示意图；
图7为根据本发明实施例2的TCP资源的释放方法的流程示意图；
图8为根据本发明实施例3的TCP资源的释放方法的流程示意图；
图9为根据本发明实施例4的TCP资源的释放方法的流程示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
图2为根据本发明实施例的TCP资源的释放方法的流程图。如图2所示，该方法包括：
步骤S202，在BNG和UE进行三次握手连接后，BNG向所述UE发送探测消息；在具体实施时，上述探测消息可以为保活(KeepLive)报文。
步骤S204，BNG获取来自于所述UE的响应消息的接收状态，其中，所述响应消息为所述探测消息的响应消息；
步骤S206，BNG根据获取的所述接收状态释放所述UE占用的TCP资源。
通过上述处理步骤，提供了一种在BNG和UE建立TCP连接后，对TCP资源的释放进行控制的技术手段，从而实现对在BNG和UE建立TCP连接后，对正常用户的WEB认证进行保护。
在步骤S206中，上述接收状态包括接收到所述响应消息和未接收到所述响应消息，在上述接收状态为未接收到所述响应消息时，BNG直接释放所述UE占用的TCP资源。
在本发明的一个具体实施方式中，当上述接收状态为未接收到所述响应消息时，可以并不立即释放UE占用的TCP资源，例如可以设置在上述探测消息的发送次数到达预设门限时，才释放TCP资源，具体地，在到达发送所述探测消息的预设发送次数，并且每次发送所述探测消息后均未收到所述响应消息时，所述BNG释放所述TCP资源。
正如上面所述，上述接收状态还包括接收到所述响应消息，在此种情况下，即在所述接收状态为接收到所述响应消息时，所述BNG在确定在第一预定时间段未接收到所述UE的访问请求后，释放所述TCP资源。
在步骤S202之前，即上述BNG向所述UE发送探测消息之前，还可以设置发送探测消息的条件，以避免网络资源的浪费，具体包括：BNG确定在第二预设时间段内未收到来自于所述UE的访问请求。
在本实施例中还提供了一种TCP资源的释放装置，位于宽带网络网关BNG中，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述，下面对该装置中涉及到模块进行说明。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。图3为根据本发明实施例的TCP资源的释放装置的结构框图。如图3所示，该装置包括：
发送模块30，连接至获取模块32，用于在BNG和UE进行三次握手连接后，向UE发送探测消息；
获取模块32，连接至释放模块34，用于获取来自于UE的响应消息的接收状态，其中，所述响应消息为所述探测消息的响应消息；
释放模块34，用于根据获取的所述接收状态释放UE占用的TCP资源。
优选地，上述释放模块34，还用于在所述接收状态为未接收到所述响应消息时，释放其分配的TCP资源。
在本发明的一个优选实施方式中，上述释放模块34，还用于在到达发送所述探测消息的预设发送次数，并且每次发送所述探测消息后均未收到所述响应消息时，释放所述TCP资源。
上述释放模块34，还用于在所述接收状态为接收到所述响应消息时，在确定在第一预定时间段未接收到所述UE的访问请求后，释放所述TCP资源。
优选地，如图4所示，上述装置还可以包括：确定模块36，连接至发送模块30，用于确定在第二预设时间段内未收到来自于所述UE的访问请求。
需要说明的是，上述装置中各个模块的优选实施方式，可以参见上述方法实施例的描述，此处不再赘述。
为了更好地理解上述实施例，以下结合具体实施例和相关附图详细说明。
实施例1
本实施例基于上述TCP资源的释放方法和装置，提供一种WEB认证场景下进行HTTP异常时TCP资源保护的方法。
在描述本实施例的具体步骤之前，先说明本实施例的原理。本实施例在WEB认证用户和BNG三次握手建立TCP连接后，BNG设置的HTTP保活时间到期后BNG通过TCP保活来探测WEB认证用户TCP连接是否活跃，如果BNG判断该用户该TCP连接不活跃，则BNG释放用户占用的TCP资源。具体可以参见图5。
图5中，IPSTACK为BNG上面处理收发包的模块，这里主要是它的TCP小模块跟UE交互，进行TCP三次握手，三次握手成功收到HTTP，GET报文后，TCP模块会把这个报文给Portal模块(是BNG上实现强推认证功能的模块，相当于Portal client)，Portal模块收到后会把服务器对应的URL信息构造一个HTTP重定向报文给UE，UE再从报文中提取出服务器的地址和服务器建链，服务器再根据URL给UE推出页面。这个过程中TCP资源的创建和释放情况如下：1，在TCP三次握手交互过程中，占用的是IPSTACK的TCP控制块资源2，在TCP三次握手成功后，TCP模块会通知Portal创建socket，占用Portal申请的socket资源，3，在收到HTTP，GET报文后，Portal成功构造重定向报文后，会释放之前创建的socket资源。图5中是把所有有可能占用资源的地方都设定了资源释放的机制。
本实施例针对HTTP的这种攻击进行防御的主要步骤如下：
WEB认证用户接入BNG，从BNG获取地址；
WEB认证用户访问任意网页，BNG和用户通过三次握手正常建立TCP连接；
BNG针对已经建立TCP连接的用户设置HTTP保活时间，如果保活时间到期仍然没有收到WEB认证用户的HTTP GET请求，则BNG会发送TCP的KeepAlive报文到TCP用户端来探测这个TCP连接是否活跃；
如果用户不响应该报文，BNG认为该用户TCP连接异常，释放之前分配的TCP资源。
本实施例中，HTTP保活时间和HTTP老化时间由可以由BNG通过配置设置。
本实施例中，BNG可以配置TCP探测的次数和探测间隔，BNG可以设置需要经过多少次探测用户无响应后，再释放用户占用的TCP资源。
本实施例中，BNG可以配置HTTP老化时间，当BNG探测用户有响应，HTTP老化时间到期用户仍然未发送HTTP GET时，BNG也可以释放用户占用的TCP资源。
本实施例中的上述方案可以和用户TCP连接速率和数目限制配合，达到更好的攻击防御效果。
本实施例中，上述方案可以和设置TCP半连接老化时间配合，达到更好的攻击防御效果。
本实施例中的技术方案可以应用在BNG的WEB认证，也适用于FTP等其他基于TCP的应用。
为了更好地理解本实施例，以下结合图6详细说明。图6为根据本发明实施例2的TCP资源保护的方法的流程示意图。需要说明的是，以下所述的用户可以表现为用户终端。如图6所示，该方法包括：
步骤S602，收到TCP SYN请求报文；
步骤S604，当前总半连接数是否已超过允许的最大半连接数，如果是，转步骤S606，否则转步骤S608；
步骤S606，丢包；
步骤S608，回应SYN+ACK报文，分配TCP控制块，总半连接数加1；
步骤S610，老化时间到，是否收到用户回应的ACK报文，如果是，则转步骤S614，否则转步骤S612；
步骤S612，释放之前分配的TCP资源，总半连接数减1；
步骤S614，该用户当前建立的连接数是否超过允许的最大连接数，如果是，则转步骤S616，否则转步骤S618；
步骤S616，释放之前分配的TCP资源，总半连接数减1；
步骤S618，创建socket资源，该用户当前建立的连接数加1，启动保活机制和老化机制；
步骤S620，老化时间到，确定未收到用户发出的HTTP+GET报文；
步骤S622，释放该socket资源，该用户当前建立的连接数减1；
步骤S624，保活时间到，确定未收到用户发出的HTTP+GET报文。需要说明的是，步骤S620和步骤S622可以无先后顺序。
步骤S626，发送TCP+Keep Alive报文给对端，检测该TCP连接是否活跃，在否的情况下，转步骤S628；
步骤S628，是否已达到保活检测次数，如果是，转步骤S630，否则，转步骤S626；
步骤S630，释放之前分配的socket资源，该用户当前建立的连接数减1。
由上述技术方案可以看出，本实施例针对TCP三次握手成功后不发送HTTP GET报文的这种攻击做了很好的防御，在收不到用户HTTP GET报文时，可以在BNG设置的保活时间到的情况下释放之前占用的***资源，可以有效的利用有限的TCP资源，不影响正常用户的正常WEB强推认证
实施例2
本实施例中，WEB认证用户是恶意攻击用户，三次握手建立TCP连接后，用户恶意释放TCP连接不通知BNG。
图7为根据本发明实施例2的TCP资源的释放方法的流程示意图。如图7所示，该方法包括：
步骤S702，用户成功获取地址上线，即WEB认证用户接入BNG，从BNG获取地址；
步骤S704，用户和BNG TCP三次握手成功，启动保活机制，即WEB认证用户访问任意网页，BNG和用户通过三次握手正常建立TCP连接并启动保活机制；
步骤S706，保活时间到，没有收到用户的HTTP+GET报文，即用户不再发送HTTP GET报文，BNG的HTTP保活时间到，没有收到用户的HTTP+GET报文；
步骤S708，发送TCP+KeepAlive报文检测该TCP连接是否活跃，即BNG针对该TCP连接发送TCP的KeepAlive报文探测该TCP连接是否活跃；
步骤S710，用户不响应，检测为不活跃，则释放分配的TCP资源，即发送TCP+KeepAlive报文检测该TCP连接是否活跃，如果用户TCP连接已经释放，则不响应该报文，此时BNG认为该TCP连接不活跃，释放该用户占用的TCP资源。
实施例3
本实施例中，WEB认证用户三次握手建立TCP连接后，HTTP GET报文传输过程异常被丢弃，用户TCP连接仍然保持，BNG设置HTTP保活时间。
图8为根据本发明实施例3的TCP资源的释放方法的流程示意图。如图8所示，该方法包括：
步骤S802，用户成功获取地址上线，即WEB认证用户接入BNG，从BNG获取地址；
步骤S804，用户和BNG TCP三次握手成功，启动保活机制，即WEB认证用户访问任意网页，BNG和用户通过三次握手正常建立TCP连接并启动保活机制；
步骤S806，保活时间到，没有收到用户的HTTP+GET报文，即用户不再发送HTTP GET报文，BNG的HTTP保活时间到，没有收到用户的HTTP+GET报文；
步骤S808，发送TCP+KeepAlive报文检测该TCP连接是否活跃，即BNG针对该TCP连接发送TCP的KeepAlive报文探测该TCP连接是否活跃；
步骤S810，用户响应，等到老化时间到，释放分配的TCP资源，即用户响应该报文，BNG认为该TCP连接活跃，BNG不立即释放用户占用的TCP资源，而是等待HTTP超时后释放该用户占用的TCP资源。
实施例4
本实施例中，WEB认证用户是恶意攻击用户，三次握手建立TCP连接后，用户恶意释放TCP连接不通知BNG，用户TCP连接仍然保持，BNG设置探测次数为3次，探测间隔1S。
图9为根据本发明实施例4的TCP资源的释放方法的流程示意图。如图9所示，该方法包括：
步骤S902，用户成功获取地址上线，即WEB认证用户接入BNG，从BNG获取地址；
步骤S904，用户和BNG TCP三次握手成功，启动保活机制，即WEB认证用户访问任意网页，BNG和用户通过三次握手正常建立TCP连接并启动保活机制；
步骤S906，保活时间到，没有收到用户的HTTP+GET报文，即用户不再发送HTTP GET报文，BNG的HTTP保活时间到，没有收到用户的HTTP+GET报文；
步骤S908，发送TCP+KeepAlive报文检测该TCP连接是否活跃，即BNG针对该TCP连接发送TCP的KeepAlive报文探测该TCP连接是否活跃；
步骤S910，用户不响应，BNG的探测次数达到预设门限，用户无响应，释放TCP资源。即用户TCP连接已经释放，不响应该报文，BNG认为该TCP连接不活跃，BNG每隔预定时间间隔(例如1S)探测一次，在探测次数大于预设门限值(例如3次等)时，用户任无响应后，BNG释放该用户占用的TCP资源。
在另外一个实施例中，还提供了一种软件，该软件用于执行上述实施例及优选实施方式中描述的技术方案。
在另外一个实施例中，还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有上述软件，该存储介质包括但不限于：光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种传输控制协议TCP资源的释放方法，其特征在于，包括：
在宽带网络网关BNG和用户设备UE进行三次握手连接后，所述BNG向所述UE发送探测消息；
所述BNG获取来自于所述UE的响应消息的接收状态，其中，所述响应消息为所述探测消息的响应消息；
所述BNG根据获取的所述接收状态释放所述UE占用的TCP资源。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述BNG根据获取的所述接收状态释放所述UE占用的TCP资源，包括：
在所述接收状态为未接收到所述响应消息时，所述BNG释放所述UE占用的TCP资源。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
在到达发送所述探测消息的预设发送次数，并且每次发送所述探测消息后均未收到所述响应消息时，所述BNG释放所述TCP资源。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述BNG根据获取的所述接收状态释放所述UE占用的TCP资源，包括：
在所述接收状态为接收到所述响应消息时，所述BNG在确定在第一预定时间段未接收到所述UE的访问请求后，释放所述TCP资源。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述BNG向所述UE发送探测消息之前，包括：
所述BNG确定在第二预设时间段内未收到来自于所述UE的访问请求。
6.一种传输控制协议TCP资源的释放装置，位于宽带网络网关BNG中，其特征在于，包括：
发送模块，用于在宽带网络网关BNG和用户设备UE进行三次握手连接后，向所述UE发送探测消息；
获取模块，用于获取来自于所述UE的响应消息的接收状态，其中，所述响应消息为所述探测消息的响应消息；
释放模块，用于根据获取的所述接收状态释放所述UE占用的TCP资源。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述释放模块，还用于在所述接收状态为未接收到所述响应消息时，释放其分配的TCP资源。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述释放模块，还用于在到达发送所述探测消息的预设发送次数，并且每次发送所述探测消息后均未收到所述响应消息时，释放所述TCP资源。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述释放模块，还用于在所述接收状态为接收到所述响应消息时，在确定在第一预定时间段未接收到所述UE的访问请求后，释放所述TCP资源。
10.根据权利要求6至9任一项所述的装置，其特征在于，还包括：
确定模块，用于确定在第二预设时间段内未收到来自于所述UE的访问请求。
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| PB01 | Publication | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20120711 |