Linux – 檢視 TCP / IP 錯誤

在開始 TCP / IP 的錯誤前,我們先來看看 TCP / IP 是怎麼建立連線的,TCP 是透過三方交握 (TCP 3-way handshake) 的方式,也就是 Server 與 Client 需要 3 次的溝通,才會開始進行資料的傳輸,這步驟如下:

1. Client 用戶端向 Server 伺服器發送一個 "SYN" 訊息,跟 Server 伺服器請求連線.
2. 如果 Server 伺服器準備好與 Client 用戶端連線,就會回傳一個 "SYN-ACK" 的訊息.
3. 如果 Client 用戶端接受到剛剛的 "SYN-ACL" 而且也準備好,就會向 Server 伺服器發送一個 "ACK"訊號,讓 Server 伺服器知道現在要開始傳送資料了.

接下來即開始資料的傳送,Client 用戶端每送一筆資料 Server 伺服器收到資料都會回傳給 Client 用戶端一個 ACK 訊號.但這樣未免太沒效率,所以通常會一次傳送多筆資料過去,這就是 TCP Sliding Window.

因為這樣的機制,所以 TCP / IP 在傳送與接收會因為網路上的干擾而產生錯誤,這些錯誤都會一一被記錄下來,透過 #ifconfig , #ip , #ethtool 這幾個指令可以查出錯誤的統計資料.

ifconfig

先來看 #ifconfig 會顯示哪一些錯誤.

root@benjr:~# ifconfig eth0
eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 08:00:27:dd:6c:5b
          inet addr:192.168.42.254  Bcast:192.168.42.255  Mask:255.255.255.0
          inet6 addr: fe80::a00:27ff:fedd:6c5b/64 Scope:Link
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:4491 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:2377 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000
          RX bytes:5380620 (5.3 MB)  TX bytes:199243 (199.2 KB)

上面的統計資料可以分為 RX(Receive 接收) / TX(Transmit 傳送)

• RX / TX packets – 這個網路裝置從開機後所 RX / TX 的封包總數量.
• RX / TX errors – 這個網路裝置從開機後所 RX / TX 有發生錯誤的總數量.
• RX / TX dropped – 這個網路裝置從開機後所 RX / TX 有發生封包被丟棄的總數量.
• RX / TX overrun – ring size (或是 ring buffer) 是網路卡所需要的一塊記憶體空間,藉由增加網路介面接收信號緩衝區( ring size , ring buffer )
  而 overruns 就是封包 RX / TX 已經來不及處理了,通常這種問題發生在:網路卡本身,驅動程式,PC 負載太重…
• RX frame – frame 已經 misaligned (錯位,順序不對了)
• TX carrier – 這個似乎是網路底層的錯誤 (link media failures).

ip

比剛剛的 #ifconfig , #ip 還多了一些資訊可以查看.

root@benjr:~# ip -s link ls eth0
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/ether 08:00:27:dd:6c:5b brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    RX: bytes  packets  errors  dropped overrun mcast
    5376554    4448     0       0       0       87
    RX errors: length  crc     frame   fifo    missed
               0        0       0       0       0
    TX: bytes  packets  errors  dropped carrier collsns
    194815     2344     0       0       0       0
    TX errors: aborted fifo    window  heartbeat
               0        0       0       0

• RX mcast – 這個網路裝置從開機後所收到的多點傳送 (Multicast) 封包.
• TX collsns – 這個網路裝置從開機後所傳送遇到碰撞 (collision) 的次數.

Error 還有細分為
RX errors: length , crc , frame , fifo , missed
TX errors: aborted , fifo , window , heartbeat

ethtool

透過 #ifconfig , #ip 能知道 Errors 有限,這時候可以透過 #ethtool 就更清楚知道是哪一些錯誤了.

root@benjr:~# ethtool -S eth0
NIC statistics:
     rx_packets: 4529
     tx_packets: 2654
     rx_bytes: 5395609
     tx_bytes: 211341
     rx_broadcast: 216
     tx_broadcast: 3
     rx_multicast: 19
     tx_multicast: 54
     rx_errors: 0
     tx_errors: 0
     tx_dropped: 0
     multicast: 19
     collisions: 0
     rx_length_errors: 0
     rx_over_errors: 0
     rx_crc_errors: 0
     rx_frame_errors: 0
     rx_no_buffer_count: 0
     rx_missed_errors: 0
     tx_aborted_errors: 0
     tx_carrier_errors: 0
     tx_fifo_errors: 0
     tx_heartbeat_errors: 0
     tx_window_errors: 0
     tx_abort_late_coll: 0
     tx_deferred_ok: 0
     tx_single_coll_ok: 0
     tx_multi_coll_ok: 0
     tx_timeout_count: 0
     tx_restart_queue: 0
     rx_long_length_errors: 0
     rx_short_length_errors: 0
     rx_align_errors: 0
     tx_tcp_seg_good: 1
     tx_tcp_seg_failed: 0
     rx_flow_control_xon: 0
     rx_flow_control_xoff: 0
     tx_flow_control_xon: 0
     tx_flow_control_xoff: 0
     rx_long_byte_count: 5395609
     rx_csum_offload_good: 0
     rx_csum_offload_errors: 0
     alloc_rx_buff_failed: 0
     tx_smbus: 0
     rx_smbus: 0
     dropped_smbus: 0