网络故障的隐形元凶：MTU配置你了解吗？

背景

我司使用的是亚马逊厂商的云服务，厂商的消息队列产品我们并没有用，我们选择自建，自建的好处是更灵活，定制性更广。公司内部有多套Kafka集群，100+broker节点，针对kafka我司也有比较完善的自动化运维管理体系，最近出现过一次业务连接kafka集群频繁超时的情况，在这里记录下处理过程，加深对网络知识的理解。

问题现象

业务收到服务可用性下降报警，分析日志发现是连接亚马逊kafka集群有频繁超时，超时日志如下：

基本分析

• 影响因素：多台主机同时报警，排查单台主机问题。
• 集群检查：立即确认kafka集群以及涉及到topic健康状态。集群状态正常，收发消息正常，压力负载正常；topic读写正常。
• 变更操作：近期未做关于kafka的任何变更操作，排查变更影响。
• 确定影响范围：确认其他业务是否有超时情况。大部分业务反馈未出现超时情况，问题规模限定在当前业务。

定位

网络问题从表面看不到细节，只能通过抓包分析，同时抓取了客户端和服务端的数据包，抓包命令如下：

# 客户端（抓所有和kafka节点通信的网络数据包）
nohup tcpdump  port 9092 -w kafka.pcap & 
# 服务端（抓所有和客户端主机通信的数据包）
nohup tcpdump host 10.66.67.166 -s0 -w 10.66.67.166.pcap &

说明： 开启抓包后，在客户端主机过滤超时日志，出现超时后即可停止抓包操作。

数据包分析

• 错误日志：
• 2023-05-24 20:46:29.947 kafka client/metadata got error from broker while fetching metadata: read tcp 10.66.67.166:37272->10.68.0.151:9092: i/o timeout
• 客户端报文

• 服务端报文

• 报文分析
• 客户端报文：
• 在序号为793以上的报文都收到了服务端的响应，而且可以看到使用的是kafka协议进行了消息的投递（kafka produce respone）。
• 在序号为794的时候，客户端发送了7个长度是8514的tcp报文，未看到服务端的回应。
• 在序号是803，804的时候，客户端又发送了2个长度的tcp报文。
• 从序号是807开始，发现客户端重传了之前发送的所有长度是8514的tcp报文。（丢包了。客户端未收到服务端的响应所以重传了）。
• 服务端报文。
• 从服务端看，客户端前面的几个tcp报文都被服务端正常处理。（前面的报文长度都很小，小于1000）。
• 客户端发送的9个长度为8514的包，服务端根本没收到。
• 服务端等待了60s后，关闭了tcp连接。（服务端配置的空闲连接时间就是1min，符合预期）。

丢包问题分析

• 被丢弃的数据报长度都比较大，是否是报长度过大的问题？
• 查询机器的网卡mtu配置，发现是9001（TCP/IP 巨型帧），随机使用ping命令指定size进行测试。
• TCP 最大段大小（Max Segment Size，MSS）是会根据网卡设置的mtu值决定，即使设置的是9001，测试最大MSS最大支持到8468，超过后就直接丢了。

• 对比测试规律总结

• 腾讯、阿里主机（mtu=1500）：因为网卡配置的都是1500，所以不存在报过大丢弃的情况。
• 亚马逊主机（mtu=9001）：包大于8468后，就会直接丢弃（问题产生在新老账户通信上）。

刨根问底

其他亚马逊业务网卡mtu配置配置也是9001，为啥没问题？

• 第一时间和出问题的业务方确认业务是否有调整或者变更，他们说明了服务没有调整，他们在亚马逊有开了一个新账户部署了服务，目前业务访问是跨账户调用。

联系厂商确认跨账户网络链路。

• mtu 问题反馈给厂商技术支持人员，给到的结论是：新老账户网络连通设备(TGC)，最大的mtu上限是8500，所以我们通过网关设备的包就丢弃了。

解放方案

• 调整主机mtu值，已匹配厂商的mtu限制。

# 临时生效
ip link set dev eth0 mtu 1500
永久生效
vim  /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0   增加如下内容
MTU="9000"
# service network restart