wireshark数据包分析
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
