Здравейте на всички, аз съм Sasha, ръководя тестването на бекенда в FunCorp. При нас, както и при много други, е реализирана архитектура, ориентирана към услуги. От една страна, това улеснява работата, тъй като всеки сервис е по-лесен за тестване поотделно, но от друга страна — възниква необходимостта да се тества взаимодействието между услугите, което често се случва по мрежата.

В тази статия ще разкажа за две утилити, с помощта на които може да се проверят основни сценарии, описващи работата на приложението при наличие на проблеми с мрежата.

Имитираме проблеми с мрежата

Обикновено софтуерът се тества на тестови сървъри с добра интернет свързаност. В суровите условия на продукция всичко не винаги е толкова гладко, затова понякога е нужно да се проверяват програмите при условия на лоша свързаност. В Linux с задачата за имитация на такива условия помага утилитата tc.

tc (съкратено от Traffic Control) позволява настройка на предаването на мрежови пакети в системата. Тази утилита притежава широки възможности, като може да се прочете повече за тях тук.. Тук ще разгледам само няколко от тях: ни интересува управлението на трафика, затова ще използваме qdisc, а тъй като трябва да емулираме нестабилна мрежа, ще използваме безкласовия qdisc netem.

Ще стартираме echo-сървър на сървъра (аз за целта използвах nmap-ncat):

ncat -l 127.0.0.1 12345 -k -c 'xargs -n1 -i echo "Response: {}"'

За да изведем детайлно всички таймстемпове на всяка стъпка от взаимодействието на клиента със сървъра, написах прост скрипт на Python, който изпраща заявка Test към нашия echo-сървър.

Изходният код на клиента

#!/bin/python

import socket
import time

HOST = '127.0.0.1'
PORT = 12345
BUFFER_SIZE = 1024
MESSAGE = "Testn"

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
t1 = time.time()
print "[time before connection: %.5f]" % t1
s.connect((HOST, PORT))
print "[time after connection, before sending: %.5f]" % time.time()
s.send(MESSAGE)
print "[time after sending, before receiving: %.5f]" % time.time()
data = s.recv(BUFFER_SIZE)
print "[time after receiving, before closing: %.5f]" % time.time()
s.close()
t2 = time.time()
print "[time after closing: %.5f]" % t2
print "[total duration: %.5f]" % (t2 - t1)

print data

Ще го стартираме и ще погледнем трафика на интерфейса lo и порта 12345:

[user@host ~]# python client.py
[време преди връзката: 1578652979.44837]
[време след връзката, преди изпращането: 1578652979.44889]
[време след изпращането, преди получаването: 1578652979.44894]
[време след получаването, преди затварянето: 1578652979.45922]
[време след затварянето: 1578652979.45928]
[обща продължителност: 0.01091]
Response: Test

Дамп на трафика

[user@host ~]# tcpdump -i lo -nn port 12345
tcpdump: подробен изход потиснат, използвайте -v или -vv за пълен декод на протокола
слушане на lo, тип на връзката EN10MB (Ethernet), размер на записа 262144 байта
10:42:59.448601 IP 127.0.0.1.54054 > 127.0.0.1.12345: Флагове [S], seq 3383332866, win 43690, options [mss 65495,sackOK,TS val 606325685 ecr 0,nop,wscale 7], дължина 0
10:42:59.448612 IP 127.0.0.1.12345 > 127.0.0.1.54054: Флагове [S.], seq 2584700178, ack 3383332867, win 43690, options [mss 65495,sackOK,TS val 606325685 ecr 606325685,nop,wscale 7], дължина 0
10:42:59.448622 IP 127.0.0.1.54054 > 127.0.0.1.12345: Флагове [.], ack 1, win 342, options [nop,nop,TS val 606325685 ecr 606325685], дължина 0
10:42:59.448923 IP 127.0.0.1.54054 > 127.0.0.1.12345: Флагове [P.], seq 1:6, ack 1, win 342, options [nop,nop,TS val 606325685 ecr 606325685], дължина 5
10:42:59.448930 IP 127.0.0.1.12345 > 127.0.0.1.54054: Флагове [.], ack 6, win 342, options [nop,nop,TS val 606325685 ecr 606325685], дължина 0
10:42:59.459118 IP 127.0.0.1.12345 > 127.0.0.1.54054: Флагове [P.], seq 1:15, ack 6, win 342, options [nop,nop,TS val 606325696 ecr 606325685], дължина 14
10:42:59.459213 IP 127.0.0.1.54054 > 127.0.0.1.12345: Флагове [.], ack 15, win 342, options [nop,nop,TS val 606325696 ecr 606325696], дължина 0
10:42:59.459268 IP 127.0.0.1.54054 > 127.0.0.1.12345: Флагове [F.], seq 6, ack 15, win 342, options [nop,nop,TS val 606325696 ecr 606325696], дължина 0
10:42:59.460184 IP 127.0.0.1.12345 > 127.0.0.1.54054: Флагове [F.], seq 15, ack 7, win 342, options [nop,nop,TS val 606325697 ecr 606325696], дължина 0
10:42:59.460196 IP 127.0.0.1.54054 > 127.0.0.1.12345: Флагове [.], ack 16, win 342, options [nop,nop,TS val 606325697 ecr 606325697], дължина 0

Всичко стандартно: тройно ръкостискане, PSH/ACK и ACK в отговор два пъти — това е обмен на заявка и отговор между клиента и сървъра, и два пъти FIN/ACK и ACK — приключване на връзката.

Забавяне на пакетите

Сега ще зададем забавяне от 500 милисекунди:

tc qdisc add dev lo root netem delay 500ms

Стартираме клиента и виждаме, че сега скриптът се изпълнява 2 секунди:

[user@host ~]# .\/client.py
[време преди връзка: 1578662612.71044]
[време след връзка, преди изпращане: 1578662613.71059]
[време след изпращане, преди получаване: 1578662613.71065]
[време след получаване, преди затваряне: 1578662614.72011]
[време след затваряне: 1578662614.72019]
[обща продължителност: 2.00974]
Отговор: Тест

Какво в трафика? Нека погледнем:

Дамп на трафика

13:23:33.210520 IP 127.0.0.1.58694 > 127.0.0.1.12345: Flags [S], seq 1720950927, win 43690, options [mss 65495,sackOK,TS val 615958947 ecr 0,nop,wscale 7], length 0
13:23:33.710554 IP 127.0.0.1.12345 > 127.0.0.1.58694: Flags [S.], seq 1801168125, ack 1720950928, win 43690, options [mss 65495,sackOK,TS val 615959447 ecr 615958947,nop,wscale 7], length 0
13:23:34.210590 IP 127.0.0.1.58694 > 127.0.0.1.12345: Flags [.], ack 1, win 342, options [nop,nop,TS val 615959947 ecr 615959447], length 0
13:23:34.210657 IP 127.0.0.1.58694 > 127.0.0.1.12345: Flags [P.], seq 1:6, ack 1, win 342, options [nop,nop,TS val 615959947 ecr 615959447], length 5
13:23:34.710680 IP 127.0.0.1.12345 > 127.0.0.1.58694: Flags [.], ack 6, win 342, options [nop,nop,TS val 615960447 ecr 615959947], length 0
13:23:34.719371 IP 127.0.0.1.12345 > 127.0.0.1.58694: Flags [P.], seq 1:15, ack 6, win 342, options [nop,nop,TS val 615960456 ecr 615959947], length 14
13:23:35.220106 IP 127.0.0.1.58694 > 127.0.0.1.12345: Flags [.], ack 15, win 342, options [nop,nop,TS val 615960957 ecr 615960456], length 0
13:23:35.220188 IP 127.0.0.1.58694 > 127.0.0.1.12345: Flags [F.], seq 6, ack 15, win 342, options [nop,nop,TS val 615960957 ecr 615960456], length 0
13:23:35.720994 IP 127.0.0.1.12345 > 127.0.0.1.58694: Flags [F.], seq 15, ack 7, win 342, options [nop,nop,TS val 615961457 ecr 615960957], length 0
13:23:36.221025 IP 127.0.0.1.58694 > 127.0.0.1.12345: Flags [.], ack 16, win 342, options [nop,nop,TS val 615961957 ecr 615961457], length 0

Можем да видим, че между клиента и сървъра се появява очаквана забавяне от половин секунда. Много по-интересно е как системата функционира при по-голямо забавяне: ядрото започва да изпраща отново някои TCP пакети. Нека променим забавянето на 1 секунда и да видим трафика (няма да показвам изхода от клиента, там се очакват 4 секунди в общата продължителност):

tc qdisc change dev lo root netem delay 1s

Дамп на трафика

13:29:07.709981 IP 127.0.0.1.39306 > 127.0.0.1.12345: Flags [S], seq 283338334, win 43690, options [mss 65495,sackOK,TS val 616292946 ecr 0,nop,wscale 7], length 0
13:29:08.710018 IP 127.0.0.1.12345 > 127.0.0.1.39306: Flags [S.], seq 3514208179, ack 283338335, win 43690, options [mss 65495,sackOK,TS val 616293946 ecr 616292946,nop,wscale 7], length 0
13:29:08.711094 IP 127.0.0.1.39306 > 127.0.0.1.12345: Flags [S], seq 283338334, win 43690, options [mss 65495,sackOK,TS val 616293948 ecr 0,nop,wscale 7], length 0
13:29:09.710048 IP 127.0.0.1.39306 > 127.0.0.1.12345: Flags [.], ack 1, win 342, options [nop,nop,TS val 616294946 ecr 616293946], length 0
13:29:09.710152 IP 127.0.0.1.39306 > 127.0.0.1.12345: Flags [P.], seq 1:6, ack 1, win 342, options [nop,nop,TS val 616294947 ecr 616293946], length 5
13:29:09.711120 IP 127.0.0.1.12345 > 127.0.0.1.39306: Flags [S.], seq 3514208179, ack 283338335, win 43690, options [mss 65495,sackOK,TS val 616294948 ecr 616292946,nop,wscale 7], length 0
13:29:10.710173 IP 127.0.0.1.12345 > 127.0.0.1.39306: Flags [.], ack 6, win 342, options [nop,nop,TS val 616295947 ecr 616294947], length 0
13:29:10.711140 IP 127.0.0.1.39306 > 127.0.0.1.12345: Flags [.], ack 1, win 342, options [nop,nop,TS val 616295948 ecr 616293946], length 0
13:29:10.714782 IP 127.0.0.1.12345 > 127.0.0.1.39306: Flags [P.], seq 1:15, ack 6, win 342, options [nop,nop,TS val 616295951 ecr 616294947], length 14
13:29:11.714819 IP 127.0.0.1.39306 > 127.0.0.1.12345: Flags [.], ack 15, win 342, options [nop,nop,TS val 616296951 ecr 616295951], length 0
13:29:11.714893 IP 127.0.0.1.39306 > 127.0.0.1.12345: Flags [F.], seq 6, ack 15, win 342, options [nop,nop,TS val 616296951 ecr 616295951], length 0
13:29:12.715562 IP 127.0.0.1.12345 > 127.0.0.1.39306: Flags [F.], seq 15, ack 7, win 342, options [nop,nop,TS val 616297952 ecr 616296951], length 0
13:29:13.715596 IP 127.0.0.1.39306 > 127.0.0.1.12345: Flags [.], ack 16, win 342, options [nop,nop,TS val 616298952 ecr 616297952], length 0

Ясно, че клиент дважды отправил SYN-пакет, а сервер дважды отправил SYN/ACK.

В дополнение к фиксированному значению задержки можно задать отклонение, функцию распределения и корреляцию (со значением для предыдущего пакета). Это делается следующим образом:

tc qdisc change dev lo root netem delay 500ms 400ms 50 distribution normal

Здесь мы устанавливаем задержку в диапазоне от 100 до 900 миллисекунд, значения будут выбраны в соответствии с нормальным распределением и будет 50-процентная корреляция со значением задержки для предыдущего пакета.

Вы могли заметить, что в первой команде я использовал add, а затем change. Значение этих команд очевидно, поэтому я добавлю только, что также есть del, с помощью которого можно удалить конфигурацию.

Потеря пакетов

Теперь попробуем создать потерю пакетов. Как видно из документации, это можно сделать тремя способами: терять пакеты случайным образом с определенной вероятностью, использовать для вычисления потери пакета цепь Маркова из 2, 3 или 4 состояний или использовать модель Эллиота-Гилберта. В этой статье я рассмотрю первый (самый простой и очевидный) способ, а о других можно почитать. тук..

Нека имаме загуба на 50% от пакетите с корелация 25%:

tc qdisc add dev lo root netem loss 50% 25%

За съжаление, tcpdump няма да можем да видим ясно загубата на пакети, само можем да предполагаме, че тя наистина работи. За да се уверим в това, ще ни помогне увеличеното и нестабилно време на работа на скрипта. client.py (може да се изпълни мигновено, а може и за 20 секунди), както и увеличеното количество retransmitted-пакети:

[user@host ~]# netstat -s | grep retransmited; sleep 10; netstat -s | grep retransmited
    17147 сегмента retransmited
    17185 сегмента retransmited

Добавяне на шум в пакетите

Освен загубата на пакети, можем да симулираме тяхното повреждане: на случайна позиция на пакета ще се появи шум. Нека направим повреждане на пакетите с 50% вероятност и без корелация:

tc qdisc change dev lo root netem corrupt 50%

Стартираме клиента на скрипта (там няма нищо интересно, но той работи 2 секунди), наблюдаваме трафика:

Дамп на трафика

[user@host ~]# tcpdump -i lo -nn port 12345
tcpdump: изходът е потиснат, използвайте -v или -vv за пълен декод на протокола
слушайки на lo, тип-връзка EN10MB (Ethernet), размер на захващане 262144 байта
10:20:54.812434 IP 127.0.0.1.43666 > 127.0.0.1.12345: Флагове [S], seq 2023663770, win 43690, опции [mss 65495,sackOK,TS val 1037001049 ecr 0,nop,wscale 7], дължина 0
10:20:54.812449 IP 127.0.0.1.12345 > 127.0.0.1.43666: Флагове [S.], seq 2104268044, ack 2023663771, win 43690, опции [mss 65495,sackOK,TS val 1037001049 ecr 1037001049,nop,wscale 7], дължина 0
10:20:54.812458 IP 127.0.0.1.43666 > 127.0.0.1.12345: Флагове [.], ack 1, win 342, опции [nop,nop,TS val 1037001049 ecr 1037001049], дължина 0
10:20:54.812509 IP 127.0.0.1.43666 > 127.0.0.1.12345: Флагове [P.], seq 1:6, ack 1, win 342, опции [nop,nop,TS val 1037001049 ecr 1037001049], дължина 5
10:20:55.013093 IP 127.0.0.1.43666 > 127.0.0.1.12345: Флагове [P.], seq 1:6, ack 1, win 342, опции [nop,nop,TS val 1037001250 ecr 1037001049], дължина 5
10:20:55.013122 IP 127.0.0.1.12345 > 127.0.0.1.43666: Флагове [.], ack 6, win 342, опции [nop,nop,TS val 1037001250 ecr 1037001250], дължина 0
10:20:55.014681 IP 127.0.0.1.12345 > 127.0.0.1.43666: Флагове [P.], seq 1:15, ack 6, win 342, опции [nop,nop,TS val 1037001251 ecr 1037001250], дължина 14
10:20:55.014745 IP 127.0.0.1.43666 > 127.0.0.1.12345: Флагове [.], ack 15, win 340, опции [nop,nop,TS val 1037001251 ecr 1037001251], дължина 0
10:20:55.014823 IP 127.0.0.1.43666 > 127.0.0.5.12345: Флагове [F.], seq 2023663776, ack 2104268059, win 342, опции [nop,nop,TS val 1037001251 ecr 1037001251], дължина 0
10:20:55.214088 IP 127.0.0.1.12345 > 127.0.0.1.43666: Флагове [P.], seq 1:15, ack 6, win 342, опции [nop,unknown-65 0x0a3dcf62eb3d,[bad opt]>
10:20:55.416087 IP 127.0.0.1.43666 > 127.0.0.1.12345: Флагове [F.], seq 6, ack 15, win 342, опции [nop,nop,TS val 1037001653 ecr 1037001251], дължина 0
10:20:55.416804 IP 127.0.0.1.12345 > 127.0.0.1.43666: Флагове [F.], seq 15, ack 7, win 342, опции [nop,nop,TS val 1037001653 ecr 1037001653], дължина 0
10:20:55.416818 IP 127.0.0.1.43666 > 127.0.0.1.12345: Флагове [.], ack 16, win 343, опции [nop,nop,TS val 1037001653 ecr 1037001653], дължина 0
10:20:56.147086 IP 127.0.0.1.12345 > 127.0.0.1.43666: Флагове [F.], seq 15, ack 7, win 342, опции [nop,nop,TS val 1037002384 ecr 1037001653], дължина 0
10:20:56.147101 IP 127.0.0.1.43666 > 127.0.0.1.12345: Флагове [.], ack 16, win 342, опции [nop,nop,TS val 1037002384 ecr 1037001653], дължина 0

Ясно е, че някои пакети са изпращани повторно и има един пакет с разбити метаданни: options [nop,unknown-65 0x0a3dcf62eb3d,[bad opt]>. Но основното е, че в крайна сметка всичко проработи коректно — TCP се справи със задачата си.

Дублиране на пакети

Какво още може да се прави с помощта на netem? Например, сымитировать ситуацию, обратную потере пакетов, — дубликацию пакетов. Эта команда также принимает 2 аргумента: вероятность и корреляцию.

tc qdisc change dev lo root netem duplicate 50% 25%

Промяна на реда на пакетите

Можете да разбъркате пакетите по два начина.

В първия част от пакетите се изпраща веднага, останалите — със зададена забавяне. Пример от документацията:

tc qdisc change dev lo root netem delay 10ms reorder 25% 50%

С вероятност 25% (и корелация 50%) пакетът ще бъде изпратен веднага, останалите ще бъдат изпратени със закъснение от 10 милисекунди.

Вторият начин е, когато всеки N-ти пакет се изпраща моментално с зададена вероятност (и корелация), а останалите — със зададена забавяне. Пример от документацията:

tc qdisc change dev lo root netem delay 10ms reorder 25% 50% gap 5

Всеки пети пакет с вероятност 25% ще бъде изпратен без забавяне.

Промяна на пропускателната способност

Обикновено навсякъде се използва TBF, но с помощта на netem също може да се промени пропускателната способност на интерфейса:

tc qdisc change dev lo root netem rate 56kbit

Тази команда ще направи пътуванията по localhost толкова мъчителни, колкото сърфиране в интернет през dial-up модем. Освен задаването на битрейта, можете също да емулирате модел на протокол на канално ниво: да зададете overhead за пакет, размер на клетка и overhead за клетка. Например, така можете да симулирате ATM и битрейт 56 кбит/сек.:

tc qdisc change dev lo root netem rate 56kbit 0 48 5

Симулираме connection timeout

Още един важен момент в тестовия план при приемането на софтуер — таймаутите. Това е важно, защото в разпределени системи при изключване на една от услугите, другите трябва навреме да се свържат с други или да върнат грешка на клиента, при условие, че не трябва по никакъв начин да просто да блокират, чакайки отговор или установяване на връзка.

Има няколко начина да се направи това: например, да се използва mock, който не отговаря, или да се свържете с процеса чрез дебъгер, да поставите breakpoint в нужния момент и да спрете изпълнението на процеса (това вероятно е най-извратеният начин). Но един от най-очевидните е да се блокират портовете или хостовете. С това ще ни помогне iptables.

За демонстрация ще блокираме порт 12345 и ще стартираме наш клиентски скрипт. Може да блокирате изходящите пакети на този порт при изпращача или входящите на приемника. В моите примери ще блокираме входящите пакети (използваме chain INPUT и опцията —dport). На тези пакети можете да правите DROP, REJECT или REJECT с TCP флаг RST, можете да използвате ICMP host unreachable (в действителност подразбираното поведение е icmp-port-unreachable, а също така имате възможност да изпратите в отговор icmp-net-unreachable, icmp-proto-unreachable, icmp-net-prohibited и icmp-host-prohibited).

DROP

При наличие на правило с DROP пакети просто ще "изчезват".

iptables -A INPUT -p tcp --dport 12345 -j DROP

Стартираме клиента и виждаме, че той засяда на етапа на свързване със сървъра. Наблюдаваме трафика:
Дамп на трафика

[user@host ~]# tcpdump -i lo -nn port 12345\ntcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode\nlistening on lo, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 262144 bytes\n08:28:20.213506 IP 127.0.0.1.32856 > 127.0.0.1.12345: Flags [S], seq 3019694933, win 43690, options [mss 65495,sackOK,TS val 1203046450 ecr 0,nop,wscale 7], length 0\n08:28:21.215086 IP 127.0.0.1.32856 > 127.0.0.1.12345: Flags [S], seq 3019694933, win 43690, options [mss 65495,sackOK,TS val 1203047452 ecr 0,nop,wscale 7], length 0\n08:28:23.219092 IP 127.0.0.1.32856 > 127.0.0.1.12345: Flags [S], seq 3019694933, win 43690, options [mss 65495,sackOK,TS val 1203049456 ecr 0,nop,wscale 7], length 0\n08:28:27.227087 IP 127.0.0.1.32856 > 127.0.0.1.12345: Flags [S], seq 3019694933, win 43690, options [mss 65495,sackOK,TS val 1203053464 ecr 0,nop,wscale 7], length 0\n08:28:35.235102 IP 127.0.0.1.32856 > 127.0.0.1.12345: Flags [S], seq 3019694933, win 43690, options [mss 65495,sackOK,TS val 1203061472 ecr 0,nop,wscale 7], length 0

Вижда се, че клиентът изпраща SYN пакети с нарастващо експоненциално време за изчакване. Ето тук намерихме малък бъг в клиента: трябва да използваме метода settimeout(), за да ограничим времето, за което клиентът ще се опитва да се свърже със сървъра.

Веднага премахваме правилото:

iptables -D INPUT -p tcp --dport 12345 -j DROP

Може да премахнете всички правила:

iptables -F

Ако използвате Docker и трябва да блокирате целия трафик, идващ към контейнера, може да се направи по следния начин:

iptables -I DOCKER-USER -p tcp -d CONTAINER_IP -j DROP

REJECT

Сега добавяме аналогично правило, но с REJECT:

iptables -A INPUT -p tcp --dport 12345 -j REJECT

Клиентът се затваря след секунда с грешка [Errno 111] Connection refused. Наблюдаваме ICMP трафика:

[user@host ~]# tcpdump -i lo -nn icmp\ntcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode\nlistening on lo, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 262144 bytes\n08:45:32.871414 IP 127.0.0.1 > 127.0.0.1: ICMP 127.0.0.1 tcp port 12345 unreachable, length 68\n08:45:33.873097 IP 127.0.0.1 > 127.0.0.1: ICMP 127.0.0.1 tcp port 12345 unreachable, length 68

Вижда се, че клиентът е получил два пъти port unreachable и след това е приключил с грешка.

REJECT with tcp-reset

Нека пробваме да добавим опцията —reject-with tcp-reset:

iptables -A INPUT -p tcp --dport 12345 -j REJECT --reject-with tcp-reset

В такъв случай клиентът незабавно получава грешка, защото на първия запит получава RST пакет:

[user@host ~]# tcpdump -i lo -nn port 12345
tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on lo, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 262144 bytes
09:02:52.766175 IP 127.0.0.1.60658 > 127.0.0.1.12345: Flags [S], seq 1889460883, win 43690, options [mss 65495,sackOK,TS val 1205119003 ecr 0,nop,wscale 7], length 0
09:02:52.766184 IP 127.0.0.1.12345 > 127.0.0.1.60658: Flags [R.], seq 0, ack 1889460884, win 0, length 0

REJECT с icmp-host-unreachable

Нека опитаме още един вариант на използване на REJECT:

iptables -A INPUT -p tcp --dport 12345 -j REJECT --reject-with icmp-host-unreachable

Клиентът се затваря след секунда с грешка [Errno 113] Няма маршрут до хоста, в ICMP трафика виждаме ICMP хост 127.0.0.1 недостъпен.

Можете също да опитате и останалите параметри на REJECT, а аз ще се спра на тези 🙂

Имитираме request timeout

Още една ситуация — това е, когато клиентът е успял да се свърже със сървъра, но не може да му изпрати запитване. Как да филтрираме пакетите, за да започне филтрацията, сякаш не веднага? Ако погледнете трафика на всяко общуване между клиента и сървъра, можете да забележите, че при установяване на връзката се използват само флаговете SYN и ACK, а при обмена на данни в последния пакет запитване ще бъде наличен флаг PSH. Той се задава автоматично, за да се избегне буферирането. Можете да използвате тази информация за създаване на филтър: той ще пропуска всички пакети, освен тези, които съдържат флага PSH. Така връзката ще бъде установена, но клиентът няма да може да изпрати данни на сървъра.

DROP

За DROP командата ще изглежда по следния начин:

iptables -A INPUT -p tcp --tcp-flags PSH PSH --dport 12345 -j DROP

Стартираме клиента и наблюдаваме трафика:

Дамп на трафика

[user@host ~]# tcpdump -i lo -nn port 12345
tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on lo, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 262144 bytes
10:02:47.549498 IP 127.0.0.1.49594 > 127.0.0.1.12345: Flags [S], seq 2166014137, win 43690, options [mss 65495,sackOK,TS val 1208713786 ecr 0,nop,wscale 7], length 0
10:02:47.549510 IP 127.0.0.1.12345 > 127.0.0.1.49594: Flags [S.], seq 2341799088, ack 2166014138, win 43690, options [mss 65495,sackOK,TS val 1208713786 ecr 1208713786,nop,wscale 7], length 0
10:02:47.549520 IP 127.0.0.1.49594 > 127.0.0.1.12345: Flags [.], ack 1, win 342, options [nop,nop,TS val 1208713786 ecr 1208713786], length 0
10:02:47.549568 IP 127.0.0.1.49594 > 127.0.0.1.12345: Flags [P.], seq 1:6, ack 1, win 342, options [nop,nop,TS val 1208713786 ecr 1208713786], length 5
10:02:47.750084 IP 127.0.0.1.49594 > 127.0.0.1.12345: Flags [P.], seq 1:6, ack 1, win 342, options [nop,nop,TS val 1208713987 ecr 1208713786], length 5
10:02:47.951088 IP 127.0.0.1.49594 > 127.0.0.1.12345: Flags [P.], seq 1:6, ack 1, win 342, options [nop,nop,TS val 1208714188 ecr 1208713786], length 5
10:02:48.354089 IP 127.0.0.1.49594 > 127.0.0.1.12345: Flags [P.], seq 1:6, ack 1, win 342, options [nop,nop,TS val 1208714591 ecr 1208713786], length 5

Виждаме, че връзката е установена и клиентът не може да изпрати данни на сървъра.

REJECT

В този случай поведението ще бъде същото: клиентът няма да може да изпрати заявка, но ще получава ICMP 127.0.0.1 tcp порт 12345 недостъпен и ще увеличава времето между повторните опити за изпращане на заявката експоненциално. Командата изглежда така:

iptables -A INPUT -p tcp --tcp-flags PSH PSH --dport 12345 -j REJECT

REJECT with tcp-reset

Командата изглежда по следния начин:

iptables -A INPUT -p tcp --tcp-flags PSH PSH --dport 12345 -j REJECT --reject-with tcp-reset

Вече знаем, че при използването на —reject-with tcp-reset клиентът получава в отговор RST-пакет, следователно можем да предвиждаме поведението: получаването на RST-пакет при установена връзка означава неочаквано затваряне на сокета от другата страна, така че клиентът трябва да получи Connection reset by peer. Стартираме скрипта си и се уверяваме в това. Ето как ще изглежда трафикът:

Дамп на трафика

[user@host ~]# tcpdump -i lo -nn port 12345
tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on lo, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 262144 bytes
10:22:14.186269 IP 127.0.0.1.52536 > 127.0.0.1.12345: Flags [S], seq 2615137531, win 43690, options [mss 65495,sackOK,TS val 1209880423 ecr 0,nop,wscale 7], length 0
10:22:14.186284 IP 127.0.0.1.12345 > 127.0.0.1.52536: Flags [S.], seq 3999904809, ack 2615137532, win 43690, options [mss 65495,sackOK,TS val 1209880423 ecr 1209880423,nop,wscale 7], length 0
10:22:14.186293 IP 127.0.0.1.52536 > 127.0.0.1.12345: Flags [.], ack 1, win 342, options [nop,nop,TS val 1209880423 ecr 1209880423], length 0
10:22:14.186338 IP 127.0.0.1.52536 > 127.0.0.1.12345: Flags [P.], seq 1:6, ack 1, win 342, options [nop,nop,TS val 1209880423 ecr 1209880423], length 5
10:22:14.186344 IP 127.0.0.1.12345 > 127.0.0.1.52536: Flags [R], seq 3999904810, win 0, length 0

REJECT с icmp-host-unreachable

Мисля, че вече е очевидно как ще изглежда командата 🙂 Поведението на клиента в такъв случай ще се различава малко от това при просто REJECT: клиентът няма да увеличава таймаута между опитите за повторно изпращане на пакета.

[user@host ~]# tcpdump -i lo -nn icmp
tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on lo, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 262144 bytes
10:29:56.149202 IP 127.0.0.1 > 127.0.0.1: ICMP host 127.0.0.1 unreachable, length 65
10:29:56.349107 IP 127.0.0.1 > 127.0.0.1: ICMP host 127.0.0.1 unreachable, length 65
10:29:56.549117 IP 127.0.0.1 > 127.0.0.1: ICMP host 127.0.0.1 unreachable, length 65
10:29:56.750125 IP 127.0.0.1 > 127.0.0.1: ICMP host 127.0.0.1 unreachable, length 65
10:29:56.951130 IP 127.0.0.1 > 127.0.0.1: ICMP host 127.0.0.1 unreachable, length 65
10:29:57.152107 IP 127.0.0.1 > 127.0.0.1: ICMP host 127.0.0.1 unreachable, length 65
10:29:57.353115 IP 127.0.0.1 > 127.0.0.1: ICMP host 127.0.0.1 unreachable, length 65

Извод

Не е задължително да се пише мок за проверка на взаимодействието на услугата с блокирания клиент или сървър; понякога е достатъчно да се използват стандартните инструменти, налични в Linux.

Инструментите, разгледани в статията, притежават значително повече възможности, отколкото са описани, така че можете да измислите свои собствени начини за тяхното използване. Лично на мен винаги ми е достатъчно това, за което писах (в действителност дори и по-малко). Ако използвате тези или подобни инструменти в тестването във вашата компания, моля, напишете как точно. Ако не, се надявам вашият софтуер да стане по-качествен, ако решите да го проверявате в условия на проблеми с мрежата по предложените начини.

Източник: habr.com