Oracle tns 协议

下面是翻译国外的一篇博客，原文连接如下：

https://thesprawl.org/research/oracle-tns-protocol/

简介

TNS(Transparent Network Substrate) 协议用于客户端连接Oracle数据库，它可以使用其他一些协议进行通信，如：TCP/IP, IPX/SPX, IPC, Named Pipes等。

结构

TNS 包由一个header和payload 组成

HEADER

+--------------+--------------+

| Packet Length| Packet Chksm | 

+------+-------+--------------+    byte header

| Type | Rsrvd | Header Chksm | 

+------+-------+--------------+

|        P A Y L O A D        |

+-----------------------------+

字段说明：

l  Packet Length: 包长度字段

l  Packet Chksm：检测包

l  Header Chksm: 检测头

l  Type:         包类型

l  Rsrvd:        未使用

如上图：Packet Chksm 和 Header Chksm 通常是不变的，值为0.

Type字段是包的类型字段, 下面列出type 值对应的类型说明：

Type	Description
1	Connect
2	Accept
3	ACK
4	Refuse
5	Redirect
6	Data
7	NULL
8	----
9	ABORT
10	----
11	Resend
12	Marker
13	Attention
14	Control

Payload

Connect

连接类型数据如下所示：

Transparent Network Substrate Protocol
    Packet Length:
    Packet Checksum: 0x0000
    Packet Type: Connect ()
    Reserved Byte:
    Header Checksum: 0x0000
    Connect
        Version:
        Version (Compatible):
        Service Options: 0x0000
        Session Data Unit Size:
        Maximum Transmission Data Unit Size:
        NT Protocol Characteristics: 0xc60e
        Line Turnaround Value:
        Value of  in Hardware:
        Length of Connect Data:
        Offset to Connect Data:
        Maximum Receivable Connect Data:
        Connect Flags : 0x61
        Connect Flags : 0x61
        Trace Cross Facility Item : 0x00000000
        Trace Cross Facility Item : 0x00000000
        Trace Unique Connection ID: 0x0000000000000000
        Connect Data: (DESCRIPTION=(CONNECT_DATA=(SERVICE_NAME=ORCL)(CID=(PROGRAM=
                       C:\oracle\product\10.2.\client_1\bin\sqlplus.exe)
                       (HOST=WINXPSP2)(USER=vmware)))(ADDRESS=(PROTOCOL=TCP)
                       (HOST=192.168.1.102)(PORT=)))
 0.018134   192.168.1.108   192.168.1.102   TNS Request, Connect (), Connect
     0c  0c 9a c7  0c  fd  3d      ..).....)..=..E.
       0b      a4 c0 a8  6c c0 a8  .&..@...p....l..
         f1 ac  a7 3e  d2 7e ee    .f.f.....>f.~.P.
    ff ff      fe          ...............
     2c     7f ff c6 0e      c4  .,..............
     3a                .:....aa........
                     ................
              4f 4e 3d   4f  (DESCRIPTION=(CO
    4e 4e    5f     3d       NNECT_DATA=(SERV
       5f 4e  4d  3d 4f   4c     ICE_NAME=ORCL)(C
 00a0     3d    4f    4d 3d  3a 5c 6f  ID=(PROGRAM=C:\o
 00b0      6c  5c   6f     5c    racle\product\
 00c0   2e  2e  5c  6c   6e  5f  5c    .2.0\client_1\bi
 00d0   6e 5c   6c  6c   2e        n\sqlplus.exe)(H
 00e0   4f   3d   4e           OST=WINXPSP2)(US
 00f0     3d  6d             ER=vmware)))(ADD
        3d    4f  4f  4f 4c 3d   RESS=(PROTOCOL=T
         4f   3d    2e     CP)(HOST=192.168
    2e  2e       4f   3d     .1.102)(PORT=
                                             )))

Accept

接收类型数据如下所示：

Transparent Network Substrate Protocol
    Packet Length:
    Packet Checksum: 0x0000
    Packet Type: Accept ()
    Reserved Byte:
    Header Checksum: 0x0000
    Accept
        Version:
        Service Options: 0x0000
        Session Data Unit Size:
        Maximum Transmission Data Unit Size:
        Value of  in Hardware:
        Accept Data Length:
        Offset to Accept Data:
        Connect Flags : 0x61
        Connect Flags : 0x61
    0c  fd  3d  0c  0c 9a c7       ..)..=..).....E.
     7c cf     f9 bd c0 a8   c0 a8   .H|.@........f..
    6c  d9   b6  7a  0e a7 cb      .l...g..z"....P.
   ff  1d                ....... .......
       7f ff             ........... aa..
                                         ......

Refuse

拒绝类型数据如下所示：

 0.047753   192.168.1.102   192.168.1.108   TNS Response, Refuse (), Refuse
     0c  fd  3d  0c  0c 9a c7      ..)..=..).....E.
     8f  e2       c0 a8   c0 a8  ..S.@..."d...f..
     6c  f1  0d e8 a0 2d 2b  0d      .l......-+g...P.
    fe ff                ..Y....g......".
     5b           4f 4e 3d   .[(DESCRIPTION=(
     4d  3d     4e 4e  4d 3d     TMP=)(VSNNUM=
               3d      )(ERR=
          4f  5f     4b 3d   )(ERROR_STACK=(
       4f  3d   4f   3d      ERROR=(CODE=
        4d   3d                )(EMFI=))))

如果有下面的错误则产生拒绝包：

TNS-12514 - TNS:listener could not resolve SERVICE_NAME given in connect descriptor caused by invalid SID string provided in the connect string.

Data Packet

DATA 包是类型6，包括2个字节的 flag 标志位，1字节的 packet id，可选的 TTI id，还有数据本身。

+-----------+----+-----+
| Data Flag | ID |<TTI>|
+----------------------+
|        D A T A       |
+----------------------+

字段说明：

l  Data Flag: 数据标识

l  ID：      包ID

l  TTI:       TTI(Two-Task Interface) ID

l  DATA:     有效数据

Data Flag 通常是 0x0000， 当所有数据发送完毕指示文件结尾，值为 0x0040

下面是列出了有效的数据包ID:

ID: 0x01

描述：协议协商。下面这些标识是可以接受的协议版本：

0x06 0x05 0x04 0x03 0x02 0x01 0x00

客户端平台字符串像：IBMPC/WIN_NT-8.1.0

示例：

0.277372   192.168.1.108   192.168.1.102   TCP kwdb-commn > iax
 [PSH, ACK] Seq= Ack= Win= Len=
     0c  0c 9a c7  0c  fd  3d      ..).....)..=..E.
     4d         c0 a8  6c c0 a8  .M..@...qt...l..
         d9 0e a7 cd  b6  7b ca    .f.g........{.P.
    fe  a0 d0              .W.....%........
              4d   2f    ........IBMPC/WI
   4e 5f 4e  2d  2e  2e                   N_NT-8.1..

ID: 0x02

描述：交换数据类型

示例：

0.437308   192.168.1.108   192.168.1.102   TCP kwdb-commn > iax
 [PSH, ACK] Seq= Ack= Win= Len=
     0c  0c 9a c7  0c  fd  3d      ..).....)..=..E.
     6b         c0 a8  6c c0 a8  .k..@...qU...l..
         d9 0e a7 cd b9 b6  7c 6e    .f.g........|nP.
    fd b3  e2              .......C........
     b2  b2        0d      .....R!.........
          ff ff       3f   ..............?.
     3f                .?..............
     3c 3c 3c                           ..<<<....

ID: 0x03

描述： TTI (Two-Task Interface)功能，作用是描述即将到来的数据包ID下面是一个TTI ID列表：

• 0x02 Open
  0x03 Query
  0x04 Execute
  0x05 Fetch
  0x08 Close
  0x09 Disconnect/logoff
  0x0C AutoCommit ON
  0x0D AutoCommit OFF
  0x0E Commit
  0x0F Rollback
  0x14 Cancel
  0x2B Describe
  0x30 Startup
  0x31 Shutdown
  0x3B Version
  0x43 K2 Transactions
  0x47 Query
  0x4A OSQL7
  0x5C OKOD
  0x5E Query
  0x60 LOB Operations
  0x62 ODNY
  0x67 Transaction - end
  0x68 Transaction - begin
  0x69 OCCA
  0x6D Startup
  0x51 Logon (present password)
  0x52 Logon (present username)
  0x73 Logon (present password - send AUTH_PASSWORD)
  0x76 Logon (present username - request AUTH_SESSKEY)
  0x77 Describe
  0x7F OOTCM
  0x8B OKPFC

示例：

0.475183   192.168.1.108   192.168.1.102   TCP kwdb-commn > iax
 [PSH, ACK] Seq= Ack= Win= Len=
     0c  0c 9a c7  0c  fd  3d      ..).....)..=..E.
             b7 c0 a8  6c c0 a8  ....@...p....l..
         d9 0e a7 cd fc b6  7c     .f.g........|.P.
    fd 9d 8a 2d    e0          ...-............
       6c c8 d5            .v.l...........
    c3       e0 bf    c5     ................
         4d 0d    0d     5f  SYSTEM.....AUTH_
       4d  4e  4c        4e  TERMINAL.....WIN
             0f    0f    XPSP2.........AU
      5f   4f    4d 5f 4e 4d 0b    TH_PROGRAM_NM...
 00a0    0b   6c  6c   2e        ..sqlplus.exe...
 00b0    0c    0c     5f 4d      ......AUTH_MACHI
 00c0   4e        4f  4b   4f    NE.....WORKGROUP
 00d0   5c   4e              \WINXPSP2.......
 00e0         5f           ..AUTH_PID.....
 00f0     3a               :.........A
       5f          6d    UTH_SID.....vmwa
                                        re....

ID: 0x08

描述：“OK”服务器给客户端的响应

示例：

0.568852   192.168.1.102   192.168.1.108   TCP iax > kwdb-commn
 [PSH, ACK] Seq= Ack= Win= Len=
     0c  fd  3d  0c  0c 9a c7      ..)..=..).....E.
     cd 7c d5     f9  c0 a8   c0 a8  ..|.@.......f..
     6c  d9   b6  7c  0e a7 ce dc    .l...g..|.....P.
    fb a6  cf    a5          ..!.............
       0c    0c     5f     ........AUTH_SES
     4b                SKEY ... 23B7160
                     4BBB8D9C712DC55D
                     4086C22B2.......
                     ................
                     ................
 00a0                    ................
 00b0              0c      ...........A!..
 00c0                    ................
00d0                              ...........

ID: 0x11

描述：TTI (Two-Task Interface)功能扩展，下面是一些附加的标志

• 0x6b 开关或者分离会话
• 0x78 关闭
• 0x87 OSCID
• 0x9A OKEYVAL

示例：

0.972469   192.168.1.108   192.168.1.102   TCP kwdb-commn > iax
 [PSH, ACK] Seq= Ack= Win= Len=
     0c  0c 9a c7  0c  fd  3d      ..).....)..=..E.
              c0 a8  6c c0 a8  .T..@...qh...l..
         d9 0e a7 d2 ba b6  7e ab    .f.g........~.P.
    fb  0e be    2c          .v.....,........
     6b      d3          .k..............
    3b   fb   f4     fa   6c fa  ;.........p...l.
                                                ..

ID: 0x20

描述：使用外部的程序和服务注册

示例：

ID: 0x44

描述：使用外部的程序和服务注册

示例：

ID: 0xdeadbeef

描述：附加网络选项，客户端可协商附加连接熟悉，例如：认证，加密，数据完整性，监控，

注意：wireshark 中叫这个包为 Secure Network Services

示例：

0.094489   192.168.1.108   192.168.1.102   TNS Response, Data (), SNS
     0c  0c 9a c7  0c  fd  3d      ..).....)..=..E.
     d0        f4 c0 a8  6c c0 a8  ....@...p....l..
         d9 0e a7 cb  b6  7a     .f.g........zBP.
    ff df  ef    a8          ................
    dead beef  9e 0a           ....... ........
             0a        .......... .....
        9c  c7 c7 f3     de ad be  ................
    ef                 ................
               0a      ............ ...
       e0 e1     fc ff       ................
 00a0       4e             ....NTS.........
 00b0      0a     0c       0c  .... ...........
 00c0   0f 0a 0b               ................
00d0      0a                  .... .........

根据 "Oracle Hacker's Handbook" 这是一个bug 在所有版本的oracle。

当一个服务器解析一个 DATA 数据包时，DATA  flags的第二个bit 设置但第一个bit（最低位）未设置（例如：2,6,10,14等等）。当服务器接收这样的包，它会陷入一个无限循环，占有所有的CPU处理时间。显然这对服务器性能产生负面影响。