网络丢包分析

引言

本期分享一个比较常见的⽹络问题—丢包。例如我们去 Ping ⼀个⽹站，如果能 Ping 通，且⽹站返回信息全⾯，则说明与⽹站服务器的通信是畅通的，如果 Ping 不通，或者⽹站返回的信息不全等，则很可能是数据被丢包了，类似情况想必⼤家都不陌⽣。针对⽹络丢包，本⽂提供⼀些常见的丢包故障定位⽅法，希望能够帮助⼤家对⽹络丢包有更多的认识，遇到丢包莫要慌，且跟着⼀起来涨姿（知）势（识）……

什么是丢包

数据在 Internet 上是以数据包为单位传输的，单位为字节，数据在⽹络上传输，受⽹络设备，⽹络质量等原因的影响，使得接收到的数据⼩于发送出去的数据，造成丢包。

数据包接收、发送原理

发送数据包：

 

1. 应⽤程序的数据包，在TCP层增加TCP报⽂头，形成可传输的数据包。
2. 在 IP 层增加 IP 报头，形成 IP 报⽂。
3. 经过数据⽹卡驱动程序将IP包再添加14字节的MAC头，构成frame（暂⽆CRC），frame（暂⽆CRC）中含有发送端和接收端的MAC地址。
4. 驱动程序将 frame（暂⽆CRC）拷贝到⽹卡的缓冲区，由⽹卡处理。
5. ⽹卡为 frame（暂⽆CRC）添加头部同步信息和CRC校验，将其封装为可以发送的packet，然后再发送到⽹线上，这样说就完成了⼀个IP报⽂的发送了，所有连接到这个⽹线上的⽹卡都可以看到该 packet。

接收数据包：

 

 

1. ⽹卡收到⽹线上的packet，⾸先检查packet的CRC校验，保证完整性，然后将packet头去掉，得到frame。（⽹卡会检查MAC包内的⽬的MAC地址是否和本⽹卡的MAC地址⼀样，不⼀样则会丢弃。）
2. ⽹卡将frame拷贝到预分配的ring buffer缓冲。
3. ⽹卡驱动程序通知内核处理，经过TCP/IP协议栈层层解码处理。
4. 应⽤程序从socket buffer 中读取数据。

核心思路

了解了收发包的原理，可以了解到丢包原因主要会涉及⽹卡设备、⽹卡驱动、内核协议栈三⼤类。以下我们将遵循“从下到上分层分析（各层可能性出现的丢包场景），然后查看关键信息，最终得出分析结果”的原则展开介绍。

目录—网络丢包情形概览

• 硬件网卡丢包
• 网卡驱动丢包
• 以太网链路层丢包
• 网络 IP 层丢包
• 传输层 UDP/TCP 丢包
• 应用层 socket 丢包

针对以上 6 种情形，分别作出如下详述~

简单总结一下网卡丢包：

 

简单总结一下网卡驱动丢包处理：

 

 

 

 

简单总结一下内核协议栈丢包：

 

 

 

转载自;https://mp.weixin.qq.com/s/-Q1AkxUr9xzGKwUMV-FQhQ