如何对Mysql连接请求的tcpdump内容进行分析

tcpdump是通过拦截发送和收到的网络连接中的TCP/IP和其他数据包，通常在我们WEB开发中，我们提供http服务或者调用http服务的过程中经常会遇到read time out/connect reset等网络异常信息，通过tcpdump工具帮助我们分析三次握手或者四次挥手的数据包情况，就能很容易的帮助我们分析出网络在哪一个步骤出的问题。

接下来我们通过分析mysql的连接请求，来了解网络的请求过程和协议的具体内容。

0x0000: 4500 0039 3881 4000 4006 7fcf c0a8 00d7
0x0010: c0a8 0047 a034 0cea 860b e11e c2fc 7f64
0x0020: 8018 296a 2b0e 0000 0101 080a 2de4 786b
0x0030: 3a4f 5980 0100 0000 0e

这样一份报文通常有3部分组成
1. IP报头

2. TCP协议

3. mysql协议

逐行分析如下

4500 0039 3881 4000 4006 7fcf c0a8 00d7

• 45 - 4 为Version 5 为Header Length，那么这个协议头的长度就是5字节

    我们读出接下来的5字节 00 0039 3881

• 00 Type Of Service标识优先级 延迟要求 吞吐量信息等

• 0039 Total Length 换算十进制结果是 57 与我们获取到的结果的字节数量一致

• 3881 IP报文头的Identification

• 4000 - 为IP Flags和Fragment Offset

     000 IP Flags
    0 0100 0000 0000 Fragment ：相对0原始报文头的偏移量

• 4006 - 40 为TTL 一个协议访问的生存周期 06 代表TCP协议

• 7fcf - Header Checksum 首部查错

• c0a8 00d7 - 源主机IP地址段 c0（192） a8（168） 00（0） d7 （215）

c0a8 0047 a034 0cea 860b e11e c2fc 7f64

• c0a8 0047 - 代表目标主机的IP地址 （到这里IP协议部分就结束了，恰好是20字节，接下来就要进入TCP部分解析了）

• a034 - 源端口号 转换十进制 41012

• 0cea - 目标端口 转换十进制 3306

• 860b e11e - 序列号 2248925470

• c2fc 7f64 - 确认号 3271327588

8018 296a 2b0e 0000 0101 080a 2de4 786b

• 80 - 8表示偏移 Offset 0 为保留位

• 18 - tcp的传说状态 1 Ack 8表示PUSH 这大概就是第一行 [P.]的由来把

• 296a - 滑动窗口的大小10602

• 2b0e - TCP部分的Checksum

• 0000 - TCP部分的紧急指针
  到Options部分

• 0101 - NOP填错没有实际意义

• 080a - 代表开启timestamp

• 2de4 786b - 对应的具体时间戳的值769947755

3a4f 5980 0100 0000 0e

• 3a4f 5980 - 还是时间戳的一部分 ecr值

• 0100 00 - 表示具体内容长度1字节

• 00 - 表示seqid 递增

• 0e - 通过查询mysql语义，代表 COM_PING 测试联通性

以下列举了所有在客户端请求部分16进制数代表的mysql语义，通过不同的语义需要进行不同的转换才能获得想要的内容，这里就不列举更多例子了

0x00 COM_SLEEP （内部线程状态)
0x01 COM_QUIT 关闭连接
0x02 COM_INIT_DB 切换数据库
0x03 COM_QUERY SQL查询请求
0x04 COM_FIELD_LIST 获取数据表字段信息
0x05 COM_CREATE_DB 创建数据库
0x06 COM_DROP_DB 删除数据库
0x07 COM_REFRESH 清除缓存
0x08 COM_SHUTDOWN 停止服务器
0x09 COM_STATISTICS 获取服务器统计信息
0x0A COM_PROCESS_INFO 获取当前连接的列表
0x0B COM_CONNECT （内部线程状态)
0x0C COM_PROCESS_KILL 中断某个连接
0x0D COM_DEBUG 保存服务器调试信息
0x0E COM_PING 测试连通性
0x0F COM_TIME （内部线程状态）
0x10 COM_DELAYED_INSERT （内部线程状态）
0x11 COM_CHANGE_USER 重新登陆（不断连接）
0x12 COM_BINLOG_DUMP 获取二进制日志信息
0x13 COM_TABLE_DUMP 获取数据表结构信息
0x14 COM_CONNECT_OUT （内部线程状态)
0x15 COM_REGISTER_SLAVE 从服务器向主服务器进行注册
0x16 COM_STMT_PREPARE 预处理SQL语句
0x17 COM_STMT_EXECUTE 执行预处理语句
0x18 COM_STMT_SEND_LONG_DATA 发送BLOB类型的数据
0x19 COM_STMT_CLOSE 销毁预处理语句
0x1A COM_STMT_RESET 清除预处理语句参数缓存
0x1B COM_SET_OPTION 设置语句选项
0x1C COM_STMT_FETCH 获取预处理语句的执行结果

在mysql请求过程中还有产生其他类型协议包数据，故需要我们对mysql请求过程有基本的认识。

mysql 请求过程介绍

1. 建立tcp连接三次握手

2. 与Mysql服务器建立连接

1. Server --> Client: Handshake（握手）

   1字节：协议版本号
   NullTerminatedString：数据库版本信息
   4字节：连接MySQL Server启动的线程ID
   8字节：挑战随机数，用于数据库认证
   1字节：填充值(0x00)
   2字节：用于与客户端协商通讯方式
   1字节：数据库的编码
   2字节：服务器状态
   13字节：预留字节
   12字节：挑战随机数，用于数据库认证
   1字节：填充值(0x00)

2. Client --> Server: Authentication （认证）

   4字节：用于与客户端协商通讯方式
   4字节：客户端发送请求报文时所支持的最大消息长度值
   1字节：标识通讯过程中使用的字符编码
   23字节：保留字节
   NullTerminatedString：用户名
   LengthEncodedString：加密后的密码
   NullTerminatedString：数据库名称（可选）

3. Server --> Client: 返回认证结果包

3. 认证通过以后，服务器端接收客户端命令包，返回对应的响应包