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Spring Boot 处理过滤器(filter )中抛出的异常

问题背景

来自于朋友分享的一个案例,某某客户反馈电脑应用软件使用时打开很慢,并提供了一个慢时所捕获的数据包文件以及服务端 IP。以前也说过,所谓的慢有很多种现象,也会有很多原因引起,在没有更多输入条件的情况下,拿到一个数据包捕获文件,如何判断分析,包括一些个人的习惯或者经验,就此简单记录下。

问题信息

数据包跟踪文件信息主要如下:

λ capinfos 0918.pcapng
File name:           0918.pcapng
File type:           Wireshark/... - pcapng
File encapsulation:  Ethernet
File timestamp precision:  microseconds (6)
Packet size limit:   file hdr: (not set)
Number of packets:   8976
File size:           7217 kB
Data size:           6913 kB
Capture duration:    246.083460 seconds
First packet time:   2023-xx-xx 11:06:48.091668
Last packet time:    2023-xx-xx 11:10:54.175128
Data byte rate:      28 kBps
Data bit rate:       224 kbps
Average packet size: 770.19 bytes
Average packet rate: 36 packets/s
SHA256:              xxxxx
RIPEMD160:           xxx
SHA1:                xxx
Strict time order:   True
Capture hardware:    Intel(R) Pentium(R) CPU G3260 xxx
Capture oper-sys:    64-bit Windows 7 Service Pack 1, build xxx
Capture application: Dumpcap (Wireshark) 3.0.0 (v3.0.0-0-g937e33de)
Number of interfaces in file: 1
Interface #0 info:
                     Name = \Device\NPF_xxxxx
                     Description = 本地连接
                     Encapsulation = Ethernet (1 - ether)
                     Capture length = 262144
                     Time precision = microseconds (6)
                     Time ticks per second = 1000000
                     Time resolution = 0x06
                     Operating system = 64-bit Windows 7 Service Pack 1, build xxx
                     Number of stat entries = 1
                     Number of packets = 8976

客户端为 win 7 64 位系统(相当的老。。硬件也老),通过 Wireshark 捕获数据包,捕获时长 246s,数据包数量 8976,文件大小 6913kB,平均速率约 224kbps,总体上来说速率很低。

根据 Wireshark 统计功能,可以关注下协议分层和会话等信息。其中协议方面 IPv6 占到 73.1%,IPv4 中 TCP 占 20.6%,具体到 TCP 通讯会话,可以看到 TCP 会话数量 88 算是很多了。

image.png

image.png

题外话,如果不是说用户提供了服务器 IP,在这些茫茫多的数据包中是很难找到真正想要的信息,这也扯到常见的话题,在复杂的客户端流量情况下,如何有效地进行捕获过滤。

专家信息中也是同样的问题,在客户端复杂流量的情况下,专家信息极其繁杂,并不能很好的辅助判断分析。

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因此在类似复杂客户端流量的情况下所捕获的数据包文件,可以通过显示过滤表达式过滤掉部分数据包,格式大同小异,如下可参考

tcp
tcp or icmp or icmpv6

!(eth.dst.ig == 1) and !(arp or dns or ntp)
!(arp or stp or dns or ntp)
not arp && not stp && not dns

问题分析

过滤

根据提供的服务器 IP,构建会话 IPv4 过滤表达式。

ip.addr eq 192.168.1.1 and ip.addr eq 100.1.1.1

这样精准过滤后,统计中协议分层和会话信息缩减如下,TCP 数据包 367 个,服务端口 7001 的会话共 4 个,分别为 TCP Stream 1, 47, 78, 81。

image.png

image.png

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此时可以直接在会话上点击右键,根据 TCP Stream ID 进行过滤,也就是一般所说的跟踪流,具体查看有什么问题。

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分析

在上述统计信息 TCP 会话中,可见 TCP 4 条流,其中 Stream 78 和 81 的数据包数量分别为 10 和 7 ,明显偏少,可以大概估计并没有数据传输。

根据 TCP 跟踪流显示具体数据包,确实组成简单,基本为 TCP 三次握手以及 TCP 四次挥手阶段数据包。

image.png

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剩余 TCP Stream 1 和 47,进行依次分析,首先是 TCP Stream 1 ,其中在 Packet Details 中 TCP 会话完整性信息为 Complete, WITH_DATA(47) ,这说明 tcp.completeness 字段值为 47,如下:

  • 1 : SYN
  • 2 : SYN-ACK
  • 4 : ACK
  • 8 : DATA
  • 16 : FIN
  • 32 : RST

1 + 2 + 4 + 8 + 32 = 47 ,也就是 SYN + SYN-ACK + ACK + DATA + RST 的值,说明 TCP Stream 1 是一个带有 Data 的完整 TCP 会话,从 TCP 三次握手,到中间数据传输,再到最后的 TCP RST 结束连接,虽然没有 FIN ,稍显突兀,但并无大碍。

image.png

接着可以简单看下专家信息,是否有一些错误提示,但实际上并无啥特殊信息。

image.png

因为反馈的现象是应用使用慢,一般所谓的慢,一种常见的情况是由于数据包出现丢包或超时造成重传,会看到超时重传或者是快速重传,以及其它像是 DUP ACK 等等问题。既然上述专家信息中没有类似现象,那可以通过增加 frame.time_delta_displayed 信息列来辅助分析,检查每个数据包的间隔时间有什么特殊问题。

image.png

点击 Time Delta 列,从大小到排列,相邻数据包间隔时间较大的就出现在最上面了。

image.png

较大的有三个,第一个 RST 间隔 29 秒,这个比较好理解,在数据传输过程当中,No.180 客户端对服务器传输的数据分段全部 ACK 确认之后,间隔了 29 秒没有任何交互,客户端达到了一种应用超时时间,直接 RST 断开连接,虽然没用 FIN 不太标准,但此处的 29 秒并不是直接导致应用慢的原因。

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第二个 2.97 秒就有点问题了,这里在 No.115 客户端 ACK 确认完服务器传输的数据分段后,No.149 客户端自身再发数据的间隔出现了 2.97 秒的延迟,这个慢的问题出现在客户端自身。

image.png

第三个 1.04 秒同样,发生在 TLS 握手起始,TCP 完成三次握手后,客户端又产生了一个自身的延迟,在 1.04 秒之后才发起 TLS 协商。

image.png

此外间隔较大的时间基本都在 100-200ms 之间,相较于 2.97 秒和 1.04 秒虽然并不夸张,但累积的数量如果较多,在某些情况下也是应用传输慢的原因,此处不展开过多分析,直接再去检查下 TCP Stream 47。

TCP Stream 47 基本与 TCP Stream 1 类似,同样的 TCP 会话完整性值 47(以 RST 结束),无丢包重传等异常信息,以及可见的客户端起始 Client Hello 1.02 秒的延迟。

image.png

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在经过同样的点击 Time Delta 列,按从大小到排列,问题就显而易见了,排名前 6 的延迟全部来自于客户端自身,除了起始的 Client Hello 之外,在数据传输阶段,客户端自身的问题带来了 5 次较大的延迟。以 48 秒和 25 秒两处为例 ,客户端停顿了很长一段时间之后才有反应。

image.png

image.png

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结合 TCP Stream 1 和 TCP Stream 47 两条流的现象,可以判断问题的根因出现在客户端自身,或是系统问题或是应用问题,需要进一步在客户端上查找原因。

问题总结

数据包不说谎,根据朋友反馈,最终客户在更换了电脑之后,应用慢问题得以解决。

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