聊一聊 tcp/ip 在.NET故障分析的重要性

一：背景

1. 讲故事

这段时间分析了几个和网络故障有关的.NET程序之后，真的越来越体会到计算机基础课的重要，比如 计算机网络 课，如果没有对 tcpip协议 的深刻理解，解决这些问题真的很难，因为你只能在高层做黑盒测试，你无法看到 tcp 层面的握手和psh通讯。

这篇我们通过两个小例子来理解一下 tcp 协议在故障分析中的作用。

二：tcp协议的两个小例子

1. 程序突然大量超时

这个故事起源于一位朋友遇到的问题：

起初程序跑的一直都是好好的，但会有偶发性突然无法访问，奇怪的是在故障时手工访问域名时又是正常的，后面又莫名奇怪的好了，请问这是怎么回事？

这种问题朋友虽然抓了dump，但在dump中寻找问题很难，因为大概率是在 http 通讯中出了问题，需要用类似 wireshark 去做流量监控，最后发现的原因是代理服务器偶发的抽风，导致 C# 的 HttpClient 无法访问。

为了方便演示，这里用一段简单的测试代码。

WebAPI

代码创建一个 WebApi 骨架代码，然后部署 Windows 虚拟机上。

    [HttpGet]public IEnumerable<WeatherForecast> Get(){return Enumerable.Range(1, 5).Select(index => new WeatherForecast{Date = DateTime.Now.AddDays(index),TemperatureC = Random.Shared.Next(-20, 55),Summary = Summaries[Random.Shared.Next(Summaries.Length)]}).ToArray();}

并且在 appsetttings.json 中配置对外端口为 80。

{"Logging": {"LogLevel": {"Default": "Information","Microsoft.AspNetCore": "Warning"}},"Kestrel": {"Endpoints": {"Http": {"Url": "http://0.0.0.0:80"}}}
}

Client 的 HttpClient

这里面我用 hosts 做了虚拟机 192.168.25.133 myproxy.com 的映射，然后通过域名的方式访问。

internal class Program
{public static HttpClient client = new HttpClient(new HttpClientHandler(){Proxy = new WebProxy("http://myproxy.com")});static async Task Main(string[] args){for (int i = 0; i < 100000; i++){try{// 发送 GET 请求HttpResponseMessage response = await client.GetAsync("http://youtube.com/WeatherForecast");// 检查响应状态码response.EnsureSuccessStatusCode();// 读取响应内容string responseBody = await response.Content.ReadAsStringAsync();// 输出响应内容Console.WriteLine(responseBody);await Task.Delay(1000);}catch (HttpRequestException e){Console.WriteLine($"{DateTime.Now} HTTP 请求异常：{e.Message} {e.GetType().Name}");}}}
}

打开 wireshark 进行流量监听，将程序运行起来，发现一切都是那么太平，截图如下：

由于某些原因，代理服务器出了问题，这里用关闭的方式来模拟，再次观察 wireshark 可以发现，没有收到服务器对154号包的响应，client 这边根据 RTO=1s 进行重试。

2. DNS解析到的IP无法访问

有些朋友程序出现了卡死，原因在于设置了很长的 Timeout，这种 Timeout 挺有意思，域名能够通过 DNS 解析到 IP，但 IP 无法被访问到，导致 client 这边在不断的重试，直到 timeout 的时限到时抛出异常。

接下来还是用 HttpClient 做一个小例子，直接访问 youtube.com ，参考如下代码：


static async Task Main(string[] args){HttpClient client = new HttpClient();for (int i = 0; i < 100000; i++){try{// 发送 GET 请求HttpResponseMessage response = await client.GetAsync("http://youtube.com");// 检查响应状态码response.EnsureSuccessStatusCode();// 读取响应内容string responseBody = await response.Content.ReadAsStringAsync();// 输出响应内容Console.WriteLine(responseBody);await Task.Delay(1000);}catch (HttpRequestException e){Console.WriteLine($"{DateTime.Now} HTTP 请求异常：{e.Message} {e.GetType().Name}");}}}

打开 wireshark 启动监控，然后将程序运行起来，截图如下：