一场由nginx优化引起的tcp/ip及tcpdump研究
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IP数据包结构
TCP数据包结构
// tcpdump需root权限
# tcpdump -x -i eth1 ip host58.246.240.122 or 58.246.3.218
tcpdump: verbose outputsuppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on eth1, link-typeEN10MB (Ethernet), capture> //tcpdump软件参数输出
用-v 或 –vv可以提到更详细的输出
监听在eth1端口,ethernet网络,最大可抓取65535bytes
19:49:24.580582 IP58.246.240.122.53784 > 112.124.45.184.http: Flags, seq 592474217, win 8192, options ,length 0
//第一次握手
//SERVER:TCP LISTEN状态 CLIENT:TCP LISTEN状态
//19:49:24(秒).580582(微秒) IP src.port > dst.port:Flags,seq序列号,win属性,tcp 选项[~~~]长度为0,即没有数据传输
//19:49:24.580582,源ip为58.246.240.122的53784端口向112.124.45.184的(80端口)http服务发起SYN请求,序列号为592474217,并告诉http服务器我将发送的最大请求字节数为8192,没有数据输出
//这是一个空包,只包括IP头和TCP头
0x0000: 4500 0034 35a9 4000 3406 4776 3af6 f07a
4500
4- IP版本号IPV4
5- IP包头长度,5个32字节
00- TOS (000 0000 0)前三个BIT优先权，现已忽略；4 bit的TOS分别代表:最小时延、最大吞吐量、最高可靠性和最小费用，均为0表示一般服务；最后1BIT未用
0034
总长度,48字节
35a9
包唯一标识
4000
标志字段,和片偏移,用于分片
3406
34 - TTL(128)Time To Live
06 – tcp协议
4776
MAC
3af6 f07a
Src ip,会c的同学可以用inet_ntoa函数转转看
0x0010: 707c 2db8 d218 0050 2350 70690000 0000
707c 2db8
Det ip
2db8
源端口 转换为10进制为 53784
0050
目的端口 转换为10进制为 80
2350 7069
包序列号,转换为10进制为 592474217
0000 0000
确认序号，0，未设置ACK，确认序号无效
0x0020: 8002 2000 1f4f 0000 0204 05b4 0103 0302
8002
TCP包头长度，标志位。（1000 000000 000010）前4bitTCP长度8个32BIT，中间6bit保留，后6bit为标志位（URG, ACK，PSH， RST， SYN， FIN），可以看出设置了倒数第二位，SYN位
2000
窗口大小 ,10进制 8192
1f4f
校验和，覆盖了整个的 T C P报文段: T C P首部和T C P数据
0000
紧急指针，只有当URG标志置1时紧急指针才有效
0204 05b4 01030302
选项字段，8个字节
0x0030: 0101 0402
0101 0402
用户数据
19:49:24.580613 IP112.124.45.184.http > 58.246.240.122.53784: Flags , seq 3820056301, ack592474218, win 14600, options , length 0
//第二次握手
//19:49:24.580613112.124.45.184 webserver确认收到序列号为592474217并对序列号+1=592474218,并发出序列号为3820056301的请求
0x0000: 4500 0034 0000 4000 4006 711f 707c 2db8
0x0010: 3af6 f07a 0050 d218 e3b1 6eed 2350 706a
0x0020: 8012 3908 b391 0000 0204 05b4 0101 0402
0x0030: 0103 0307
19:49:24.639829 IP58.246.240.122.53784 > 112.124.45.184.http: Flags [.], ack1, win 16425, length 0
//第三次握手,到此经典的三次握手结束
//19:49:24.63982958.246.240.122从53784端口向112.124.45.184回应一个ack,length=0,没有任何数据传输
0x0000: 4500 0028 35ab 4000 3406 4780 3af6 f07a
0x0010: 707c 2db8 d218 0050 2350 706a e3b1 6eee
0x0020: 5010 4029 ed42 0000
19:49:24.640197 IP58.246.240.122.53784 > 112.124.45.184.http: Flags , seq 1:541, ack 1,win 16425, length 540
//19:49:24.640197client回应一条ack并PUSH一条长为540字节的请求,seq由1->541,win窗口大小为16425
0x0000: 4500 0244 35ac 4000 3406 4563 3af6 f07a
0x0010: 707c 2db8 d218 0050 2350 706a e3b1 6eee
0x0020: 5018 4029 81e2 0000 4745 5420 2f69 6e64
0x0030: 6578 2e70 6870 2048 5454 502f 312e 310d
0x0040: 0a41 6363 6570 743a 2061 7070 6c69 6361
0x0050: 7469 6f6e 2f78 2d6d 732d 6170 706c 6963
0x0060: 6174 696f 6e2c 2069 6d61 6765 2f6a 7065
0x0070: 672c 2061 7070 6c69 6361 7469 6f6e 2f78
0x0080: 616d 6c2b 786d 6c2c 2069 6d61 6765 2f67
0x0090: 6966 2c20 696d 6167 652f 706a 7065 672c
0x00a0: 2061 7070 6c69 6361 7469 6f6e 2f78 2d6d
0x00b0: 732d 7862 6170 2c20 6170 706c 6963 6174
0x00c0: 696f 6e2f 766e 642e 6d73 2d65 7863 656c
0x00d0: 2c20 6170 706c 6963 6174 696f 6e2f 766e
0x00e0: 642e 6d73 2d70 6f77 6572 706f 696e 742c
0x00f0: 2061 7070 6c69 6361 7469 6f6e 2f6d 7377
0x0100: 6f72 642c 202a 2f2a 0d0a 4163 6365 7074
0x0110: 2d4c 616e 6775 6167 653a 207a 682d 434e
0x0120: 0d0a 5573 6572 2d41 6765 6e74 3a20 4d6f
0x0130: 7a69 6c6c 612f 342e 3020 2863 6f6d 7061
0x0140: 7469 626c 653b 204d 5349 4520 382e 303b
0x0150: 2057 696e 646f 7773 204e 5420 362e 313b
0x0160: 2057 4f57 3634 3b20 5472 6964 656e 742f
0x0170: 342e 303b 2053 4c43 4332 3b20 2e4e 4554
0x0180: 2043 4c52 2032 2e30 2e35 3037 3237 3b20
0x0190: 2e4e 4554 2043 4c52 2033 2e35 2e33 3037
0x01a0: 3239 3b20 2e4e 4554 2043 4c52 2033 2e30
0x01b0: 2e33 3037 3239 3b20 4d65 6469 6120 4365
0x01c0: 6e74 6572 2050 4320 362e 303b 202e 4e45
0x01d0: 5434 2e30 433b 202e 4e45 5434 2e30 453b
0x01e0: 2049 6e66 6f50 6174 682e 3329 0d0a 4163
0x01f0: 6365 7074 2d45 6e63 6f64 696e 673a 2067
0x0200: 7a69 702c 2064 6566 6c61 7465 0d0a 486f
0x0210: 7374 3a20 6f70 7469 6d69 7a65 2e70 6961
0x0220: 6f74 6169 2e63 6f6d 0d0a 436f 6e6e 6563
0x0230: 7469 6f6e 3a20 4b65 6570 2d41 6c69 7665
0x0240: 0d0a 0d0a
19:49:24.640212 IP112.124.45.184.http > 58.246.240.122.53784: Flags [.], ack 541, win 123,length 0
//server回应一条seq号为541的确认信息,win 窗口大小为123,无数据传输
0x0000: 4500 0028 fc98 4000 4006 7492 707c 2db8
0x0010: 3af6 f07a 0050 d218 e3b1 6eee 2350 7286
0x0020: 5010 007b 2ad5 0000
19:49:24.640863 IP112.124.45.184.http > 58.246.240.122.53784: Flags , seq 1:241, ack 541,win 123, length 240
//server应答client,并向client PUSH一条长度为240字节的请求
0x0000: 4500 0118 fc99 4000 4006 73a1 707c 2db8
0x0010: 3af6 f07a 0050 d218 e3b1 6eee 2350 7286
0x0020: 5018 007b caaf 0000 4854 5450 2f31 2e31
0x0030: 2032 3030 204f 4b0d 0a53 6572 7665 723a
0x0040: 206e 6769 6e78 0d0a 4461 7465 3a20 5361
0x0050: 742c 2031 3720 4a61 6e20 3230 3135 2031
0x0060: 313a 3439 3a32 3420 474d 540d 0a43 6f6e
0x0070: 7465 6e74 2d54 7970 653a 2074 6578 742f
0x0080: 6874 6d6c 0d0a 5472 616e 7366 6572 2d45
0x0090: 6e63 6f64 696e 673a 2063 6875 6e6b 6564
0x00a0: 0d0a 436f 6e6e 6563 7469 6f6e 3a20 6b65
0x00b0: 6570 2d61 6c69 7665 0d0a 582d 506f 7765
0x00c0: 7265 642d 4279 3a20 5048 502f 352e 342e
0x00d0: 3336 0d0a 436f 6e74 656e 742d 456e 636f
0x00e0: 6469 6e67 3a20 677a 6970 0d0a 0d0a 3166
0x00f0: 0d0a 1f8b 0800 0000 0000 0003 f34b 2cc9
0x0100: 2c4b 5508 f008 5004 002e 0f61 e60b 0000
0x0110: 000d 0a30 0d0a 0d0a
19:49:24.899320 IP 112.124.45.184.http> 58.246.240.122.53784: Flags , seq 1:241, ack 541, win 123, length 240
//这里不确认什么原因重复PUSH了一次数据
0x0000: 4500 0118 fc9a 4000 4006 73a0 707c 2db8
0x0010: 3af6 f07a 0050 d218 e3b1 6eee 2350 7286
0x0020: 5018 007b caaf 0000 4854 5450 2f31 2e31
0x0030: 2032 3030 204f 4b0d 0a53 6572 7665 723a
0x0040: 206e 6769 6e78 0d0a 4461 7465 3a20 5361
0x0050: 742c 2031 3720 4a61 6e20 3230 3135 2031
0x0060: 313a 3439 3a32 3420 474d 540d 0a43 6f6e
0x0070: 7465 6e74 2d54 7970 653a 2074 6578 742f
0x0080: 6874 6d6c 0d0a 5472 616e 7366 6572 2d45
0x0090: 6e63 6f64 696e 673a 2063 6875 6e6b 6564
0x00a0: 0d0a 436f 6e6e 6563 7469 6f6e 3a20 6b65
0x00b0: 6570 2d61 6c69 7665 0d0a 582d 506f 7765
0x00c0: 7265 642d 4279 3a20 5048 502f 352e 342e
0x00d0: 3336 0d0a 436f 6e74 656e 742d 456e 636f
0x00e0: 6469 6e67 3a20 677a 6970 0d0a 0d0a 3166
0x00f0: 0d0a 1f8b 0800 0000 0000 0003 f34b 2cc9
0x0100: 2c4b 5508 f008 5004 002e 0f61 e60b 0000
0x0110: 000d 0a30 0d0a 0d0a
19:49:24.902210 IP58.246.240.122.53784 > 112.124.45.184.http: Flags [.], ack 241, win 16365,length 0
//client回应server一个确认请求表示数据收到
0x0000: 4500 0028 35b3 4000 3406 4778 3af6 f07a
0x0010: 707c 2db8 d218 0050 2350 7286 e3b1 6fde
0x0020: 5010 3fed ea72 0000
19:49:24.956904 IP58.246.240.122.53784 > 112.124.45.184.http: Flags [.], ack 241, win 16365,options , length 0
//因为server不明原因的多回复了一条应答,client这里也再次回复server ack请求
0x0000: 4500 0034 35b4 4000 3406 476b 3af6 f07a
0x0010: 707c 2db8 d218 0050 2350 7286 e3b1 6fde
0x0020: 8010 3fed 0e2b 0000 0101 050a e3b1 6eee
0x0030: e3b1 6fde
19:49:26.682065 IP112.124.45.184.http > 58.246.240.122.53594: Flags , seq 2650770207, ack934373505, win 123, length 0
//第一次挥手
//server回复应答信息并发起seq为2650770207的FIN信息
//server端TCP的状态改变为TIME_WAIT状态
0x0000: 4500 0028 608c 4000 4006 109f 707c 2db8
0x0010: 3af6 f07a 0050 d15a 9dff 8b1f 37b1 6881
0x0020: 5011 007b 4ab7 0000
19:49:26.736671 IP58.246.240.122.53594 > 112.124.45.184.http: Flags [.], ack 1, win 16365,length 0
//第二次挥手
//client回复应答信息
0x0000: 4500 0028 35bc 4000 3406 476f 3af6 f07a
0x0010: 707c 2db8 d15a 0050 37b1 6881 9dff 8b20
0x0020: 5010 3fed 0b45 0000
19:49:54.529939 IP112.124.45.184.http > 58.246.240.122.53716: Flags , seq 1644452284, ack3778482049, win 123, length 0
//server第二次发起一条FIN断开请求的需求
0x0000: 4500 0028 0faf 4000 4006 617c 707c 2db8
0x0010: 3af6 f07a 0050 d1d4 6204 59bc e137 0f81
0x0020: 5011 007b 6715 0000
19:49:54.586707 IP58.246.240.122.53716 > 112.124.45.184.http: Flags [.], ack 1, win 16365,length 0
//client应答表示收到FIN的断开信息
0x0000: 4500 0028 3667 4000 3406 46c4 3af6 f07a
0x0010: 707c 2db8 d1d4 0050 e137 0f81 6204 59bd
0x0020: 5010 3fed 27a3 0000
19:50:09.641734 IP112.124.45.184.http > 58.246.240.122.53784: Flags , seq 241, ack 541,win 123, length 0
//server第三次发起一条FIN断开请求的需求
0x0000: 4500 0028 fc9b 4000 4006 748f 707c 2db8
0x0010: 3af6 f07a 0050 d218 e3b1 6fde 2350 7286
0x0020: 5011 007b 29e4 0000
19:50:09.699854 IP58.246.240.122.53784 > 112.124.45.184.http: Flags [.], ack 242, win 16365,length 0
//client第二次应答表示收到FIN的断开信息
0x0000: 4500 0028 36f6 4000 3406 4635 3af6 f07a
0x0010: 707c 2db8 d218 0050 2350 7286 e3b1 6fdf
0x0020: 5010 3fed ea71 0000
19:50:09.702809 IP58.246.240.122.53784 > 112.124.45.184.http: Flags , seq 541, ack 242,win 0, length 0
//client表示领会到server的意思,发送RESET次应答表示收到RESET并立即主动关闭请求
0x0000: 4500 0028 36f7 4000 3406 4634 3af6 f07a
0x0010: 707c 2db8 d218 0050 2350 7286 e3b1 6fdf
0x0020: 5014 0000 2a5b 0000
//本次的请求4次挥手不大正常,在本次请求中会发现client没有发送FIN请求在收到多次服务器请求后就直接关闭连接发送RESET
一次正常的挥手数据请求应该是这样的,
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