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前文論述了TCP基礎(chǔ)知識(shí),，從本節(jié)開始,，通過TCP抓包實(shí)例來診斷TCP常見問題。

TCP進(jìn)程通訊時(shí)，雙方打開連接,，發(fā)送數(shù)據(jù),，最后關(guān)閉連接。當(dāng)TCP打開連接時(shí),，從源端口到目的端口發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求,。在應(yīng)用建立或關(guān)閉時(shí)可能發(fā)生一些問題。本文討論用Wireshark網(wǎng)絡(luò)抓包的方法來定位及解決這一問題,。

問題的表現(xiàn)形式:

問題可能有多種表現(xiàn)類型：

·         嘗試運(yùn)行應(yīng)用程序但發(fā)現(xiàn)應(yīng)用程序無法工作,。嘗試瀏覽網(wǎng)絡(luò)但無法獲得響應(yīng)。

·         嘗試發(fā)送郵件但無法連接到郵件服務(wù)器,。

·         問題可能由簡(jiǎn)單原因引起,，如服務(wù)器宕機(jī)，服務(wù)器上沒有運(yùn)行應(yīng)用程序,，或在客戶端到服務(wù)器的某一處網(wǎng)絡(luò)斷開,。

·         問題也可能由復(fù)雜原因引起，如DNS問題,，服務(wù)器內(nèi)存不足無法連接（例如某一應(yīng)用占用高內(nèi)存空間）,，重復(fù)IP，以及其他原因,。

處理方法:

下文會(huì)介紹解決問題的線索以及如何通過抓包來診斷TCP連接問題,。通常，這些問題會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行應(yīng)用程序時(shí)無法得到任何結(jié)果,。

當(dāng)你在運(yùn)行一個(gè)應(yīng)用程序時(shí),，例如數(shù)據(jù)庫(kù)客戶端，郵件客戶端,，觀看視頻等等,，而又無法獲得輸出，按照以下步驟診斷：

1.    確認(rèn)服務(wù)器和應(yīng)用程序正在運(yùn)行,。
2.    確認(rèn)客戶端正在運(yùn)行,，IP地址已配置（手動(dòng)或通過DHCP），并連接至網(wǎng)絡(luò),。
3.   Ping服務(wù)器并確認(rèn)連接正常,。
4.   在某些情況下，ping不通服務(wù)器但連接正常,。這是由于防火墻攔截了ICMP信息,，所以如果無法ping通并不一定表示連接有問題。防火墻可能是網(wǎng)絡(luò)中的專用設(shè)備或Windows/Linux/UNIX終端設(shè)備上安裝的防火墻,。

5.     抓包文件中,，查找以下模式：

·         三重SYN信息而沒有響應(yīng)（見以下截屏）

·         SYN信息帶一個(gè)reset(RST)響應(yīng)

這兩種情況下都有可能是防火墻攔截了特定應(yīng)用程序或應(yīng)用程序沒有在運(yùn)行,。

以下截屏是一個(gè)簡(jiǎn)單的case：客戶端無法連接到web服務(wù)器81.218.31.171（報(bào)文61,62和63）?？赡苁怯捎诓槐环阑饓υ试S,，或服務(wù)器發(fā)生故障?？梢钥吹搅硪粋€(gè)站點(diǎn)108.160.163.43（報(bào)文65,66和67）的連接正常,，因此連接問題僅限于81.218.31.171。

下例是一個(gè)這種情況相對(duì)復(fù)雜的case,。該case中,，客戶想要登錄到camera服務(wù)器來訪問遠(yuǎn)程站點(diǎn)的camera。camera服務(wù)器的IP地址為135.82.12.1,，問題在于客戶能夠看到服務(wù)器主頁(yè)上的登錄窗口,，但無法登進(jìn)系統(tǒng)。在下面的截圖中可以看到,，打開了一個(gè)到IP地址135.82.12.1的連接,。到HTTP服務(wù)器的TCP連接是打開的,，一開始看上去沒有連接問題：

當(dāng)我們過濾出目的IP地址為135.82.12.1的數(shù)據(jù)流,，也就是camera服務(wù)器。這里可以看到,，當(dāng)嘗試連接TCP端口6036時(shí),，得到了一個(gè)RST/ACK響應(yīng)，有以下可能性：

·         防火墻攔截了端口6036

·         如果配置了端口地址轉(zhuǎn)換（PAT）,，那么僅轉(zhuǎn)換端口80而非6036

·         用戶名和密碼驗(yàn)證是在TCP端口6036上完成的,，防火墻僅允許端口80，驗(yàn)證被攔截,，應(yīng)用無法工作

總之,，當(dāng)無法正常連接服務(wù)器時(shí)，檢查服務(wù)器和客戶端是否所有TCP/UDP端口都能通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā),，以及是否有未知的端口,。

工作過程：

TCP連接開始時(shí)，發(fā)生了以下三步： 

 

 

1.     客戶端TCP進(jìn)程發(fā)送了一個(gè)SYN報(bào)文,。該報(bào)文中SYN標(biāo)志位設(shè)置為1,。這一報(bào)文中客戶端：

·         指定自己的初始序列號(hào)。這是客戶端發(fā)送給服務(wù)器的第一個(gè)字節(jié),。

·         指明自己的窗口大小,。這是客戶端分配給進(jìn)程的緩存大小（位于客戶端的RAM）,。

·         設(shè)置自己將要使用的選項(xiàng)：MSS,，Selective ACK，等等。

2.     當(dāng)服務(wù)器收到建立連接請(qǐng)求,，服務(wù)器：

·         發(fā)送SYN/ACK給客戶端,，確認(rèn)接收到SYN請(qǐng)求。

·         指明服務(wù)器端的初始序列號(hào),。這是服務(wù)器發(fā)送給客戶端的第一個(gè)字節(jié),。

·         指明服務(wù)器的窗口大小。這是服務(wù)器分配給進(jìn)程的緩存大?。ㄎ挥诜?wù)器RAM）,。

·         回復(fù)請(qǐng)求選項(xiàng)并設(shè)置服務(wù)器端選項(xiàng)。

3.     當(dāng)接收到服務(wù)器的SYN/ACK,，客戶端：

·         發(fā)送ACK報(bào)文給服務(wù)器,，確認(rèn)從服務(wù)器接收到SYN/ACK.

·         指明客戶端窗口大小。盡管這一參數(shù)在第一個(gè)報(bào)文中定義過了,，服務(wù)器還是會(huì)參考這個(gè)值,，因?yàn)檫@是最新的窗口大小。

       在TCP頭部的選項(xiàng)字段中,，有以下幾個(gè)主要選項(xiàng)：

·         Maximum Segment Size（MSS）：TCP數(shù)據(jù)報(bào)的最大字節(jié)數(shù),，即從TCP頭部開始直到報(bào)文末尾的字節(jié)數(shù)。

·         Windows Scale Option (WSopt)：這一因子與TCP頭部的Window Size字段相乘,，通知接收方擴(kuò)大緩存,。由于頭部最大窗口大小是64KB，乘以因子4也就是256KB窗口大小,。

·         SACK：Selective ACK,，該選項(xiàng)使連接雙方能夠僅確認(rèn)指定報(bào)文，當(dāng)單個(gè)報(bào)文丟失,，只有這個(gè)報(bào)文會(huì)被重傳,。連接建立時(shí)，雙方都需要同意SACK,。

·         Timestamps Option（TSopt）：該參數(shù)指客戶端和服務(wù)器之間的延時(shí),。

       在這一階段，雙方：

·         同意建立連接

·         知道對(duì)方的初始序列號(hào)

·         知道對(duì)方的窗口大小

       在建立連接時(shí),，除了三路握手信號(hào)之外,，其他都表示有問題。包括SYN沒有響應(yīng),，SYN之后SYN/ACK最后沒有ACK,，SYN響應(yīng)為RST，等等,。

總結(jié)：

·         如果SYN報(bào)文收到回復(fù)RST,，則檢查攔截了port號(hào)的防火墻,。

·         三次SYN而沒有任何回復(fù)，或者是由于應(yīng)用程序沒有響應(yīng),，或者是由于防火墻攔截了特定端口上的請(qǐng)求,。

·         永遠(yuǎn)記住確認(rèn)一下是否有NAT，端口轉(zhuǎn)發(fā),，以及涉及TCP和UDP端口的機(jī)制,。這些機(jī)制可能會(huì)中斷TCP正常操作。

Network Analysis Using Wireshark Cookbook