计算机网络--tcpdump和iptable设置、内核参数优化策略

tcpdump_0">tcpdump工具

选项字段：

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过滤表达式：

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实用命令：

TCP三次握手抓包命令：

#客户端执行tcpdump 抓取数据包
tcpdump -i etho tcp and host 192.168.12.36 and port 80 -W timeout.pcap

netstat命令

netstat -a 命令可以显⽰所有⽹络连接

-t：TCP -u：UDP

-l ：哪些端口正在监听连接

-p ：显⽰与每个⽹络连接关联的进程ID和进程名

netstat -anp | grep 端口号⽤于查看指定端口的占⽤情况

-a：所有socket

-n：直接显⽰数字类型的IP和端口

-p：显⽰正在使⽤连接的进程ID和进程名称

查看TCP连接状态

netstat -napt | grep 192.168.12.37

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查看TCP半连接队列的大小

netstat -napt | grep SYN_RECV | wc -l

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`netstat -s` 观察半连接队列溢出的情况：

netstat -s | grep "SYNS to LISTEN"

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隔几秒执行几次，如果有上升的趋势，说明当前存在半连接队列溢出的现象。

查看TCP全连接队列溢出情况

netstat -s | grep overflowed

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ss命令：主要⽤于获取socket统计信息，它可以显⽰和 netstat 命令类似的输出内容。但ss命令的优势在于它能够显⽰更多更详细的有关TCP和UDP连接状态的信息，而且⽐netstat更快速更高效

查看服务端进程accept队列的长度

ss -ltn

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Wireshark 工具

命令: 把抓取的数据包保存到 ping.pcap 文件

tcpdump -i eth1 icmp and host 183.232.231.174 -W ping. pcap

将跑ping.pcap文件用wireshark打开

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iptable防火墙配置规则

#客户端配置的防火墙规则
iptables -I INPUT -S 192.168.12.36 -j DROP

在服务端配置防火墙，屏蔽客户端 TCP 报文中标志位是 ACK 的包，也就是当服务端收到客户端的 TCP ACK 的报文时就会丢弃。

iptables -I INPUT -s 192.168.12.37 -p tcp --tcp-flag ACK ACK -j DROP

tcpdump__122">客户端设置了防火墙，屏蔽了服务端的网络包，为什么 tcpdump 还能抓到服务端的网络包？

添加 iptables 限制后， tcpdump 是否能抓到包，这要看添加的 iptables 限制条件：

如果添加的是 INPUT 规则，则可以抓得到包
如果添加的是 OUTPUT 规则，则抓不到包

网络包进入主机后的顺序如下：

进来的顺序 Wire -> NIC -> tcpdump -> netfilter/iptables
出去的顺序 iptables -> tcpdump -> NIC -> Wire

TCP内核参数以及优化策略

优化三次握手的参数

策略	TCP内核参数
调整SYN报文重传次数	`tcp_syn_retries`
调整SYN半连接队列的长度	`tcp_max_syn_backlog` `somaxconn` `backlog`(非内核参数，NGINX配置参数)
调整SYN+ACK报文的重传次数	`tcp_synack_retries`
调整accept队列的长度	$min (ba c k l o g, so ma x co nn)$
绕过三次握手(类似于长连接)	`tcp_fastopen`

backlog参数：也就是listen(int sockfd, int backlog)的参数，也就是NGINX/Tomcat的参数

优化四次挥手的参数

策略	TCP内核参数
调整FIN报文重传次数	`tcp_orphan_retries`
调整FIN_WAIT2状态的时间（只适用`close`函数关闭的连接）	`tcp_fin_timeout`
调整孤儿连接的上限个数（只适用`close`函数关闭的连接）	`tcp_max_orphans`
调整TIME_WAIT状态的上限个数	`tcp_max_tw_buckets`
复用TIME_WAIT状态的连接	`tcp_tw_reuse`(只适用客户端) `tcp_timestamps`

数据传输的优化

策略	TCP内核参数
扩大窗口大小	`tcp_window_scaling`
调整发送缓冲区范围	`tcp_wmem`
调整接收缓冲区的范围	`tcp_rmem`
打开接收缓冲区动态调节	`tcp_moderate_rcvbuf`
调整内存范围	`tcp_mem`

TCP接收和发送缓冲区和Ring Buffer是一个东西吗？

数据流从网卡到用户空间的过程

一次数据流从网卡到用户空间的过程：

数据到达网卡：数据包通过网络到达网卡，网卡硬件将数据包放入环形缓冲区中。
硬件中断：网卡生成一个硬件中断通知CPU有新数据包到达。
中断处理程序：CPU执行网卡驱动程序的中断处理程序，读取环形缓冲区中的数据包并将其传递给内核网络栈。
网络协议栈处理：内核网络栈处理数据包，将其存放到对应的TCP接收缓冲区（受tcp_rmem参数限制）。
传递到用户空间：用户空间应用程序通过系统调用（如recv或read）从TCP接收缓冲区读取数据。

sk_buff和发送缓冲区也不是一个东西

发送网络数据的时候，涉及的内存拷贝操作：

调用发送数据的系统调用的时候，内核会申请一个内核态的 sk_buff 内存，将用户待发送的数据拷贝到 sk_buff 内存，并将其加入到发送缓冲区。这里的发送缓冲区其实就是tcp_wmem控制的缓冲区。
- TCP协议需要将sk_buff拷贝出一份保证收到ACK
- IP层发现sk_buff大于MTU时也需要进行拆分拷贝
DMA从内核缓冲区将数据拷贝到网卡的Ring Buffer中。等待网卡发送。
参考：

https://blog.csdn.net/weixin_36338224/article/details/107035214
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