詳說TCP重傳問題的排查思路與實踐

大雄45發表於2020-01-04
導讀 本文總結自己工作過程中遇到的TCP重傳問題的解決過程 ,側重於大致的解決問題的思路與具體的實踐,理論知識偏少,大家有興趣的可以多查閱相關文章以便深入瞭解tcp的工作機制。
關於TCP重傳

TCP有重傳是正常的機制,為了保障資料傳輸可靠性。只是區域網環境,網路質量有保障,因為網路問題出現重傳應該極低;網際網路或都會網路環境,線路複雜(可以想象下城市地下管網,錯綜複雜的電線杆等),網路質量不好保障,重傳出現機率較高。
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TCP有重傳,也不一定是網路層面的問題。也可能是接收端不存在,接收端receive buffer滿了,應用程式有異常連結未正常關閉等等等。

TCP/IP相關

排查網路問題,要掌握TCP/IP原理,真相都在一個一個的資料包裡。以下是和TCP重傳比較關鍵的幾個引數。

建立TCP連結時的引數

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TCP重傳型別

超時重傳

在請求包發出去的時候,開啟一個計時器,當計時器達到時間之後,沒有收到ACK,則就進行重發請求的操作,一直重發直到達到重發上限次數或者收到ACK。

快速重傳

當接收方收到的資料包是不正常的序列號,那麼接收方會重複把應該收到的那一條ACK重複傳送,這個時候,如果傳送方收到連續3條的同一個序列號的ACK,那麼就會啟動快速重傳機制,把這個ACK對應的傳送包重新傳送一次。具體可以參考:
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常見問題與措施
單臺機器或單個應用機器tcp重傳

可能是連結的伺服器或埠無法訪問

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多臺機器或多個應用同時tcp重傳

可能是網路抖動

檢視網路區域埋點,檢視網路裝置報警,看是否有區域網路抖動2區域網路沒問題的話。可以用常見問題:的方法縮小排查範圍

頻寬跑滿

1、檢視主機監控

不常見問題

1 網路裝置埠或光模組異常等導致包checksum失敗 2 網路路由收斂抖動 3 主機網路驅動有bug,網路裝置有bug等

如何監控

使用tsar -tcp -C 可以監控到tcp的retran屬性也即是重傳次數。

    tsar --tcp -C | sed 's/:/_/g;s/=/ /g' | xargs -n 2

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感興趣的朋友可以直接執行以下監控 獲取tcp相關的狀態監控資料,適用於open-falcon。
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案例實踐

(1)在遇到丟包重傳的機器上抓包並使用wireshark 分析該包,注意因為重傳不是時刻都有的,所以抓包 是要持續執行以便捕捉到重傳的包。使用wireshark開啟tcpdump的結果,在搜尋框裡入手tcp.analysis.retransmission 得到如下結果:
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圖1 表明服務端發生了三次重傳動作。

(2)由於包比較多,我們可以使用wireshark的追蹤流功能獲取重傳相關的tcp流。
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圖二 追蹤流-->TCP流 可以得到重傳相關的資料包
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圖三 可以看出客戶端和服務端的請求與應答。

(3)解析重傳
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特別需要說明的是:

NO 67,68 client端由於某些原因沒有收到正確的包資料,向server端傳送dup ack,參考基礎知識提到的快速重傳

NO.68和NO.69之間的時間差200ms(關注time那一列,其他都是相差小於1ms),server等待超時,於是重傳。

NO 73-74是client端傳送了一個fin包並主動關閉連線。

這個案例僅僅發生一次,沒有復現,透過抓包解析出來分析沒有得到明確的結論。

小結

本文總結自己工作過程中遇到的TCP重傳問題的解決過程 ,側重於大致的解決問題的思路與具體的實踐,理論知識偏少,大家有興趣的可以多查閱相關文章以便深入瞭解tcp的工作機制。

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