1. Packetdrill 编译与安装
- 源码链接 https://github.com/google/packetdrill.git
- 源码编译 注释netdev.c
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/* Set the offload flags to be like a typical ethernet device */static void set_device_offload_flags(struct local_netdev *netdev){#ifdef linux// const u32 offload =// TUN_F_CSUM | TUN_F_TSO4 | TUN_F_TSO6 | TUN_F_TSO_ECN | TUN_F_UFO;// if (ioctl(netdev->tun_fd, TUNSETOFFLOAD, offload) != 0)// die_perror("TUNSETOFFLOAD");#endif} |
./configure && make
使用方法
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./packetdrill test.pkt |
test.pkt为按Packetdrill语法编写的测试脚本。
成功：无输出，表示脚本正确，一切都符合预期。
失败：指出脚本的错误地方，以及原因。
2. Packetdrill 执行自带测试用例
- 开启tcpdump -i any tcp port 8080抓包便于分析
- 这里测试快速重传，测试环境centos7.2。
- 简单说明< 表示输入，packetdrill会构造一个真实的数据包。>表示预期协议栈会响应的数据包。（这个包不是由packetdrill构造的，而是由协议栈发出的。）
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// Test fast retransmit with 4 packets outstanding, receiver sending SACKs.// In this variant the receiver supports SACK.// Establish a connection.0 socket(..., SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP) = 3+0 setsockopt(3, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, [1], 4) = 0+0 bind(3, ..., ...) = 0+0 listen(3, 1) = 0//三次握手+0 < S 0:0(0) win 32792 <mss 1000,sackOK,nop,nop,nop,wscale 7>+0 > S. 0:0(0) ack 1 <...>+.1 < . 1:1(0) ack 1 win 257+0 accept(3, ..., ...) = 4//系统调用，让协议栈发出100个字节// Send 1 data segment and get an ACK, so cwnd is now 4.+0 write(4, ..., 1000) = 1000//预期协议栈会发出psh,ack，实际上发出了ack1//+0 > P. 1:1001(1000) ack 2//向协议栈注入 ack+.1 < . 1:1(0) ack 1001 win 257// Write 4 data segments.//系统调用，让协议栈发出4000个字节+0 write(4, ..., 4000) = 4000//预期协议栈会发出psh，ack，实际上发出了seq 1001:2001, ack 1；seq 2001:3001, ack 1；seq 3001:4001, ack 1；[P.], seq 4001:5001, ack 1//+0 > P. 1001:5001(4000) ack 1// Get 3 SACKs.//向协议栈连续发出三个ack+.1 < . 1:1(0) ack 1001 win 257 <sack 2001:3001,nop,nop>+0 < . 1:1(0) ack 1001 win 257 <sack 2001:4001,nop,nop>+0 < . 1:1(0) ack 1001 win 257 <sack 2001:5001,nop,nop>// We've received 3 duplicate ACKs, so we do a fast retransmit.//预期协议栈会发出一次快速重传 Seq 1001：2001，ack 1//+0 > . 1001:2001(1000) ack 1// Receiver ACKs all data.//向协议栈ack，响应所有报文的ack。+.1 < . 1:1(0) ack 6001 win 2574. 将fr-4pkt-sack-linux.pkt 中的修改如下。+0 > P. 1:1001(1000) ack 2 +0 > P. 1:1001(1000) ack 1//+0 > P. 1001:5001(4000) ack 1 +0 > . 1001:2001(1000) ack 1+0 > . 2001:3001(1000) ack 1+0 > . 3001:4001(1000) ack 1+0 > P. 4001:5001(1000) ack 1 |
[注解：如果执行packetdrill自带的用例出错，一般是协议栈发出的包没有达到预期的包，先将预期>那部分干掉，然后再执行测试用例，然后通过抓包分析预期结果。通常是因为三次握手mss 的限制]
- 执行： ../../../packetdrill fr-4pkt-sack-linux.pkt，无出错。
- 抓包可以看到一下结果：三次重复ack，则实施快速重传。达到预期效果。
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// 自己构造包实现三次重复的ack 1001.07:57:36.469280 IP 192.0.2.1.36840 > TENCENT64.site.webcache: Flags [.], ack 1001, win 257, options [sack 1 {2001:3001},nop,nop], length 007:57:36.469836 IP 192.0.2.1.36840 > TENCENT64.site.webcache: Flags [.], ack 1001, win 257, options [sack 1 {2001:4001},nop,nop], length 007:57:36.470349 IP 192.0.2.1.36840 > TENCENT64.site.webcache: Flags [.], ack 1001, win 257, options [sack 1 {2001:5001},nop,nop], length 0// 协议栈发起快速重传。Seq 1001：2001，ack 1,100007:57:36.470376 IP TENCENT64.site.webcache > 192.0.2.1.36840: Flags [.], seq 1001:2001, ack 1, win 229, length 1000 |
3. Packetdrill 解读自带测试用例说明
这里主要说明packetdrill的基本语法。
脚本中可以包含四种语句：数据包、系统调用、shell命令、python语句。
每条语句都必须以时间戳开头，指明它的执行时间。
- Packets
数据包分为：输入的数据包、输出的数据包，格式类似于tcpdump的，
支持TCP、UDP、ICMP，以及TCP的大部分选项。
输入数据包(<表示输入)：packetdrill会构造一个真实的数据包，然后注入协议栈。
例子：
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0.100 < S 0:0(0) win 32792 <mss 1000, nop, nop, sackOK, nop, wscale 7>0.250 < [1:1461(1460)] icmp unreachable frag_needed mtu 1200 |
输出数据包(>表示输出)：packetdrill会检查协议栈是不是真的发出了这样一个包。
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+0 > udp (1472) |
- System Calls
系统调用的格式类似于strace。
对于每个系统调用，packetdrill会在指定的时间给予执行，并检查返回值是否和预期的一样。系统调用的主要是应用于场景构造，已经非测试端的数据发送和接收。
常见的系统调用例子：
系统调用
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connect(3, ..., ...) = -1 EINPROGRESS (Operation now in progress) //客户端连接服务器getsockopt(3, SOL_SOCKET, SO_ERROR, [0], [4]) = 0 //获取scoketoptfcntl(3, F_SETFL, O_RDWR) = 0 //Fcntl设置ioctl(4, SIOCINQ, [1000]) = 0 //Ioctl设置read(3, ..., 1024) = 785 //读取数据write(3, ..., 57) = 57 //写入数据close(3) = 0 //关闭连接socket(..., SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP) = 3 //Tcp socketsetsockopt(3, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, [1], 4) = 0 //设置地址复用bind(3, ..., ...) = 0 //绑定端口listen(3, 1) = 0 //监听端口accept(3, ..., ...) = 4 //接受连接 |
- shell脚本用法
常见用法是用shell脚本设置内核参数或者调用shell命令统计tcp信息。设置
例子：
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+0 `sysctl -q net.ipv4.tcp_timestamps=0`+0 `ss -4 -n state SYN-RECV | grep 192.168.0.1:8080 > /dev/null` |
- python脚本的用法
常见用法是使用python的assert断言tcp_info的里面的信息，是否符合预期。
例子：
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0.310 %{assert tcpi_reordering == 3assert tcpi_unacked == 10assert tcpi_sacked == 6assert tcpi_ca_state == TCP_CA_Recovery}% |
- 时间戳
每条语句都必须以时间戳开头，指明它的执行时间，或者预期事件的发生时间。测试case有可能是timing的问题导致测试case无法通过。
时间戳可以使用多种格式：
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Absolute（绝对时间）：0.75Relative（相对时间)：+0.2Wildcard（任意时间)：*Range（绝对时间区间)：0.750~0.900Relative Range（相对时间区间）：+0.1~+0.2Loose（允许误差值）：--tolerance_usecs=800Blocking（阻塞时间区间）：0.750...0.900 |
如果在规定的时间戳，对应的事件并没有发生就会报错，并告知该事件的实际发生时间。
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+1.0 > S. 0:0(0) ack 1 <mss 1460,nop,nop,sackOK,nop,wscale 6> |
预期在1s以后TCP应该发送一个SYNACK包。
在实际的使用中，一般指定–tolerance_usecs=405000，也就是允许4ms的时间误差。
4. Packetdrill 实现基本场景构造测试
场景的场景构造是客户端场景或者是服务器场景。具体包怎么构造，具体看packetdrill的自带的测试用例。
1.服务端场景
构造服务器端场景：数据包输入端是客户端。数据包输出端是系统调用，充当服务端。
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// Establish a connection.0.000 socket(..., SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP) = 30.000 setsockopt(3, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, [1], 4) = 00.000 bind(3, ..., ...) = 00.000 listen(3, 1) = 00.000...0.200 accept(3, ..., ...) = 40.100 < S 0:0(0) win 32792 <mss 1000,nop,wscale 7>0.100 > S. 0:0(0) ack 1 <mss 1460,nop,wscale 6>0.200 < . 1:1(0) ack 1 win 257//服务器端调用系统调用，预期发出2段数据包。0.300 write(4, ..., 2000) = 2000//0.300 > P. 1:2001(2000) ack 10.300 > . 1:1001(1000) ack 10.300 > P. 1001:2001(1000) ack 1 |
1.客户端场景构造
构造服务器端场景：数据包输入端是服务端。数据包输出端是系统调用,充当客户端。
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// Create a socket and set it to non-blocking.0.000 socket(..., SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP) = 30.000 fcntl(3, F_GETFL) = 0x2 (flags O_RDWR)0.000 fcntl(3, F_SETFL, O_RDWR|O_NONBLOCK) = 0// Establish connection and verify that there was no error.0.100 connect(3, ..., ...) = -1 EINPROGRESS (Operation now in progress)0.100 > S 0:0(0) <mss 1460,sackOK,TS val 100 ecr 0,nop,wscale 6>0.200 < S. 0:0(0) ack 1 win 5792 <mss 1460,sackOK,TS val 700 ecr 100,nop,wscale 7>0.200 > . 1:1(0) ack 1 <nop,nop,TS val 200 ecr 700>//客户端调用系统调用，预期发出http请求。// Send the HTTP request.0.200 write(3, ..., 57) = 570.200 > P. 1:58(57) ack 1 <nop,nop,TS val 200 ecr 700>0.300 < . 1:1(0) ack 58 win 92 <nop,nop,TS val 800 ecr 200> |
总结
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原文链接：https://blog.csdn.net/al_xin/article/details/52216887
