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【大咖讲网络】Wireshark的提示

2017-07-20 17:48 林沛满

最近有不少同事开始学习Wireshark,他们遇到的第一个困难就是理解不了主界面上的提示信息,于是跑来问我。问的人多了,我也总结成一篇文章,希望对大家有所帮助。Wireshark的提示可是其最有价值之处,对于初学者来说,如果能理解这些提示所隐含的意义,学起来定能事半功倍。


1.[Packet size limited during capture]


当你看到这个提示,说明被标记的那个包没有抓全。以图1的4号包为例,它全长有171字节,但只有前96个字节被抓到了,因此Wireshark给了此提示。


图1

 

这种情况一般是由抓包方式引起的。在有些操作系统中,tcpdump默认只抓每个帧的前96个字节,我们可以用“-s”参数来指定想要抓到的字节数,比如下面这条命令可以抓到1000字节。


[root@my_server /]# tcpdump -i eth0 -s 1000 -w /tmp/tcpdump.cap

 

 

2.[TCP Previous segment not captured]


在TCP传输过程中,同一台主机发出的数据段应该是连续的,即后一个包的Seq号等于前一个包的Seq+Len(三次握手和四次挥手是例外)。如果Wireshark发现后一个包的Seq号大于前一个包的Seq+Len,就知道中间缺失了一段数据。假如缺失的那段数据在整个网络包中都找不到(即排除了乱序),就会提示[TCP Previous segment not captured]。比如在图2这个例子中,6号包的Seq号1449大于5号包的Seq+Len=1+0=1,说明中间有个携带1448字节的包没被抓到,它就是“Seq=1, Len=1448”。



图2

 

网络包没被抓到还分两种情况:一种是真的丢了;另一种是实际上没有丢,但被抓包工具漏掉了。在Wireshark中如何区分这两种情况呢?只要看对方回复的确认(Ack)就行了。如果该确认包含了没抓到的那个包,那就是抓包工具漏掉而已,否则就是真的丢了。


顺便分析一下图2这个网络包,它是HTTPS传输异常时在客户端抓的。因为“Len: 667”的小包(即6号包)可以送达,但“Len: 1448”的大包却丢了,说明路径上可能有个网络设备的MTU比较小,会丢弃大包。后来的解决方式证实了这个猜测,只要把整个网络路径的MTU保持一致,问题就消失了。



3.[TCP ACKed unseen segment]


当Wireshark发现被Ack的那个包没被抓到,就会提示 [TCP ACKed unseen segment]。这可能是最常见的Wireshark提示了,幸好它几乎是永远可以忽略的。以图3为例,32号包的Seq+Len=6889+1448=8337,说明服务器发出的下一个包应该是Seq=8337。而我们看到的却是35号包的Seq=11233,这意味着8337~11232这段数据没有被抓到。这段数据本应该出现在34号之前,所以Wireshark提示了[TCP ACKed unseen segment]。



图3

 

不难想象,在一个网络包的开头会经常看到这个提示,因为只抓到了后面的Ack但没抓到前面的数据包。



4.[TCP Out-of-Order]


在TCP传输过程中(不包括三次握手和四次挥手),同一台主机发出的数据包应该是连续的,即后一个包的Seq号等于前一个包的Seq+Len。也可以说,后一个包的Seq会大于或等于前一个包的Seq。当Wireshark发现后一个包的Seq号小于前一个包的Seq+Len时,就会认为是乱序了,因此提示 [TCP Out-of-Order] 。如图4所示,3362号包的Seq=2685642小于3360号包的Seq=2712622,所以就是乱序。



图4

 

小跨度的乱序影响不大,比如原本顺序为1、2、3、4、5号包被打乱成2、1、3、4、5就没事。但跨度大的乱序却可能触发快速重传,比如打乱成2、3、4、5、1时,就会触发足够多的Dup ACK,从而导致1号包的重传。



5.[TCP Dup ACK]


当乱序或者丢包发生时,接收方会收到一些Seq号比期望值大的包。它每收到一个这种包就会Ack一次期望的Seq值,以此方式来提醒发送方,于是就产生了一些重复的Ack。Wireshark会在这种重复的Ack上标记[TCP Dup ACK] 。


以图5为例,服务器收到的7号包为“Seq=29303, Len=1460”,所以它期望下一个包应该是Seq+Len=29303+1460=30763,没想到实际收到的却是8号包Seq=32223,说明Seq=30763那个包可能丢失了。因此服务器立即在9号包发了Ack=30763,表示“我要的是Seq=30763”。由于接下来服务器收到的10号、12号、14号也都是大于Seq=30763的,因此它每收到一个就回复一次Ack=30763,从图中可见Wireshark在这些回复上都标记了[TCP Dup ACK]。



图5

 


6.[TCP Fast Retransmission]


当发送方收到3个或以上[TCP Dup ACK],就意识到之前发的包可能丢了,于是快速重传它(这是RFC的规定)。以图6为例,客户端收到了4个Ack=991851,于是在1177号包重传了Seq=991851。



图6

 


7.[TCP Retransmission]


如果一个包真的丢了,又没有后续包可以在接收方触发[Dup Ack],就不会快速重传。这种情况下发送方只好等到超时了再重传,此类重传包就会被Wireshark标上[TCP Retransmission]。以图7为例,客户端发了原始包(包号1053)之后,一直等不到相应的Ack,于是只能在100多毫秒之后重传了(包号1225)。



图7

 

超时重传是一个非常有技术含量的知识点,比如等待时间的长短就大有学问,本文就不细说了,毕竟需要懂这个的人很少。



8.[TCP zerowindow]


TCP包中的“win=”代表接收窗口的大小,即表示这个包的发送方当前还有多少缓存区可以接收数据。当Wireshark在一个包中发现“win=0”时,就会给它打上“TCP zerowindow”的标志,表示缓存区已满,不能再接受数据了。比如图8就是服务器的缓存区已满,所以通知客户端不要再发数据了。我们甚至可以在3258~3263这几个包中看出它的窗口逐渐减少的过程,即从win=15872减小到win=1472。



图8

 


9.[TCP window Full]


当Wireshark在一个包中打上[TCP window Full]标志时,就表示这个包的发送方已经把对方所声明的接收窗口耗尽了。以图9为例,Britain一直声明它的接收窗口只有65535,意味着Middle East最多能给它发送65535字节的数据而无需确认,即“在途字节数”最多为65535字节。当Wireshark在包中计算出Middle East已经有65535字节未被确认时,就会发出此提示。至于Wireshark是怎么计算的,请参考本书的《计算“在途字节数”》一文。



图9

 

[TCP window Full]很容易跟[TCP zerowindow]混淆,实际上它们也有相似之处。前者表示这个包的发送方暂时没办法再发送数据了,后者表示这个包的发送方暂时没办法再接收数据了,也就是说两者都意味着传输暂停,都必须引起重视。



10.[TCP segment of a reassembled PDU]


当你收到这个提示,肯定已经在EditàPreferencesààTCP菜单里启用了Allow sub dissector to reassemble TCP streams。它表示Wireshark可以把属于同一个应用层PDU(比如SMB的Read Response和Write Request之类)的TCP包虚拟地集中起来。如图10所示,这一个SMB Read Response由39~48号包共同完成,因此Wireshark在最后一个包中虚拟地把所有包集中起来。这样做有个好处,就是可以右键点击图10底部的方框,选择CopyàBytesàPrintable Text Only,从而复制整个应用层的PDU。做研发的同学可能比较需要这个功能。



图10

 


11.[Continuation to #]


你看到这个提示,说明已经在EditàPreferencesàProtocolsàTCP菜单里关闭了Allow sub dissector to reassemble TCP streams。比如图10的那些包,一关闭就变成图11这样。


图11

 

仔细对比图10和图11,你会发现Read Response在图10中被算在了48号包头上,而在图11中被算到了39号包头上。这样会带来一个诡异的结果:图10的读响应时间为2.528毫秒(38号包和48号包的时间差),而图11的读响应时间为2.476毫秒(38号包和39号包的时间差)。究竟哪个算正确呢?这个问题很难回答,如果在乎的是实际的总性能,那就看前者;如果想忽略TCP/IP协议的损耗,单看服务器的响应速度,那就看后者。在某些特殊情况下,这两者相差非常大,所以必须搞清楚。



12.[Time-to-live exceeded (Fragment reassembly time exceeded)]


ICMP的报错有好多种,大都不难理解,所以我们只举其中的一种为例。 [Fragment reassembly time exceeded]表示这个包的发送方之前收到了一些分片,但是由于某些原因迟迟无法组装起来。比如在图12中,由于上海发往北京的一些包被分片传输,且有一部分在路上丢失了,所以北京方无法组装起来,便只好用这个ICMP报错告知上海方。



图12

 


作者信息:

林沛满

林沛满是一位有近十年存储经验的技术专家,擅长文件存储的性能分析、归档和备份。同时也专注于网络协议分析,比如CIFS/NFS/HTTP/TCP/UDP等,是《Wireshark网络分析就这么简单》、《Wireshark网络分析的艺术》等书的作者。

 

注:本《大咖讲网络》系列文章取自《Wireshark网络分析的艺术》一书。




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