Android请求无响应,而iOS请求通畅的典型问题

写在前面

这个问题其实是发生在两年前了,当时解决之后,没有完全整理结果。后来发现这个问题很典型,且频发,而且也有其他人也遇到此类问题。于是赶紧整理了一套解决方案,希望一样受到这种问题困扰的童鞋能够迅速解决这种问题。

问题现象:

http://xxx.xx.xxx.xxx:9080/xxxxx/user_login?name=xxx&password=xxxx&app_mac={"imei":"xxxxxxxx"}

上述接口为登录接口,请求时iOS返回正常,Android在各种网络中均无法成功。
经过初步的测试,get、post、带参数、不带参数、使用Android手机自带的浏览器均无法成功。

排查和实验:

  1. PC开启一个http代理(Charles软件)进行抓包分析,发现无论手机连接了什么网络(3G4GWIFI),只要走了代理,请求必然成功。

  2. 为了排除是手机网络问题,手机共享热点给PC,另一个手机通过PC代理进行请求,依然成功;

  3. 手机直接连接另一个手机共享的热点,请求失败;

  4. 手机连接PC共享的热点,请求失败;

截至到此,代理的方式抓包已经无法分析问题,放弃;

  • 后来,连接上PC的热点,使用WireShark以及tcpdump进行抓包,经过对比两种请求过程(一种是代理请求,一种是直接请求),发现:

  • 代理请求时,tcp三次握手正常,http通讯正常;

  • 使用任意网络,取消代理进行请求,tcp只有第一次握手,也就是客户端发起建立连接的请求,但是服务端没有响应,最终超时断开连接。

综上所述,虽然现象是Android不行,iOS可以。但是从网络连接情况看,与http请求方式无关,因此与应用层无关,这看来不是修改app可以解决的问题。问题应该是出在服务器的9080端口的某些限制,也或者是进入9080端口之前的一些防火墙或者其他的入站规则限制等。感觉需要从服务端抓包调试此问题,客户端这边抓包已经尽力了~

另外,在下午5点半左右的时候,突然发现所有的网络都可以请求成功了,没有任何限制了。推测可能是服务端的规则临时做了修改。(其实后来推测应该是运营商网络的不同时间段的调整)

新一波排查

过了一个星期,此问题一直无法解决,领导们着急了,要求必须全力解决。其实,我的内心是崩溃的:只在客户端排查也无能为力啊~还好找到了服务端部署人员,我们配合一起抓包。希望能对比出一个TCP包从客户端到达最终服务端究竟经历了什么变化,找出是哪一步导致TCP连接建立失败。

  1. 服务器ssh过去,准备好tcpdump,抓取网卡所有数据包,做好准备;
  2. 客户端同时使用tcpdump(事先使用root权限导入了Android手机),adb shell连接后,做好准备;
  3. 一声令下,两边均开启tcpdump抓取,然后Android客户端发出http请求,等待超时异常产生后,终止抓包;
  4. 汇总了一下我们两边的抓包数据做了对比。并没有发现什么关键性的不同(事实上TCP报文中的时间戳字段是有变化的,我们没有注意到),但是发现了一个问题,服务端nginx所在的物理机已经收到了这个网络包,但是转发给目标物理机时,超时没有收到回复。就此,我们认为,可能是转发部分有什么问题,或者目标物理机之间有什么防火墙限制;

重大发现和最终解决方案

  1. 经过分析后,我们发现了网上的一个相似病例,大体意思是,服务器系统的TCP参数配置了校验时间戳,而发送的TCP报文时间戳是错误的,就会自动丢弃!
  2. 发现新大陆的我们马上先抓包对比Android和iOS的请求包,发现iOS发送的TCP报文中未携带时间戳字段,而Android发送的TCP报文中就会携带时间戳字段,而服务端收到的TCP报文中,Android的TCP报文中的时间戳已经变了,怀疑可能是网络通道中,比如运营商路由等操作对TCP报文的时间戳字段进行了改写,从而导致问题;而iOS的TCP报文,由于没有携带时间戳,到达服务器时,依然是没有携带时间戳的,故推断可能是运营商路由不会给未添加TCP时间戳的报文强加时间戳。这也是为什么iOS请求可以成功,而Android不可以成功。因为Android默认带了时间戳,然后就被篡改了,然后服务器收到了错误时间戳的TCP报文,直接抛弃。
  3. 找到问题所在了,先从客户端进行实验。使用Android系统的设备,获取root权限,修改下面参数:
/proc/sys/net/ipv4/tcp_timestamps - 控制timestamp选项开启/关闭,改为0
/proc/sys/net/ipv4/tcp_tw_recycle - 减少timewait socket释放的超时时间
  1. 修改了内核参数的Android设备,请求接口一切顺利通畅!调查到这里我们已经可以断定,iOS系统内核的TCP参数应该是配置了不开启时间戳校验的,因此发送的TCP报文中也不会携带时间戳,也不会遇到被篡改的问题,也就不会遇到被服务器丢包的问题。
  2. 后来联系远端服务器运维人员,修改了服务器的内核参数,再重新使用普通Android设备测试,一切正常!

本文参考

其中的原理,简单的说,就是服务器系统的内核参数配置会校验时间戳,Android系统默认配置了开启,这样TCP报文就会携带时间戳,而iOS不会默认不会携带时间戳,故出现这种异常。具体原理可以参考这篇博文(http://blog.csdn.net/starean/article/details/10813367)对Linux内核代码的简单分析。

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