为什么正在运行的 ping 进程在互联网中断期间继续工作，但重新启动 ping 却不能？

Question

在过去的几个月里，我一直在与定期的互联网中断作斗争，这影响了我本地网络上的所有设备，迫使我重新启动电缆调制解调器。今天我注意到，通过安装暴雪 Battle.net 游戏，我可以重现此问题 - 或具有相同症状的类似问题。

这不仅仅是为了让我的带宽饱和，因为

• 下载本身也会停止，
• 限制下载速度时也会发生这种情况，
• 暂停下载时它不会自动解决 - 只有重新启动调制解调器才有帮助。

为了准确地查看我的互联网连接何时失败，我ping 8.8.8.8在连接到同一网络的单独 Linux 笔记本（我使用的是 Arch btw）上运行一个简单的程序 - 但即使我的互联网失败，我仍然能够继续执行 ping 操作！仅当停止正在运行的ping并重新启动它时，我才不再收到任何响应。

我对这种行为有点困惑。我还尝试并排运行ping 8.8.8.8-watch -n1 ping -c 1 8.8.8.8虽然持续运行的ping进程继续工作，但一旦我的互联网出现故障，由watch定期重新启动的ping进程就会失败。

这怎么可能？显然，“活动 ping 会话”似乎不受我的中断影响。但是对于在第 3 层使用 ICMP 执行 ping 操作，我不明白为什么保持ping运行与重新启动之间存在差异。

在看到 Battle.net 下载也导致这个问题后，我立即怀疑与太多 P2P 连接堵塞我的路由器有关。但我既不确定 Battle.net 是否真的使用 P2P，也没有在我的路由器上看到任何关于活动连接（最多 15,360 个连接中的约 3,000 到 4,000 个连接）、内存使用等方面的可疑内容。

不幸的是，我无法真正查看电缆调制解调器的指标，因为我的 ISP 没有提供适当的接口 - 这也是我在桥接模式下运行它的原因。

这种行为有什么解释吗？

编辑：我使用 Wireshark 查看了 ICMP 消息：获得响应的 ICMP 回显请求与未获得响应的 ICMP 回显请求之间唯一明显的区别是：

• ICMP 标识符与进程相关联；来自正在运行的ping 的请求具有相同的 id，来自重新启动的 ping 的请求将获得一个新的 id
• 对于正在运行的ping发送的每个请求，序列号都会增加，但对于重新启动的请求，序列号设置为 1

这是非常预期的行为，并且并没有真正帮助我任何进一步 - 毕竟，为什么这会导致请求得到不同的对待？

Answer 1

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这怎么可能？显然，“活动 ping 会话”似乎不受我的中断影响。但是对于在第 3 层使用 ICMP 执行 ping 操作，我不明白为什么保持 ping 运行与重新启动之间存在差异。

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即使对于没有显式状态的协议（例如 UDP 和 ICMP Echo），您的路由器仍然需要为其防火墙和 NAT 功能保留自己的状态。（例如，它跟踪 NAT 映射，以了解将 Echo Reply 数据包返回到哪个内部主机。）对于此类协议，您发送的任何第一个数据包都将建立状态；然后，您发送的任何第一个数据包都会建立状态。不活动后超时会导致其被删除。

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就像 TCP 一样，状态表会记住 UDP 数据包流的源-目标端口，或 ICMP Echo 流的单个“请求 ID”。尽管 ICMP 没有端口号，但 Echo 请求有一个 ID，其作用与区分彼此的流具有相同的目的。（如果您查看 Wireshark 中的数据包捕获，您会看到这一点。）这意味着，每个新的ping调用都会导致添加一个新的状态条目。

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（举个实际的例子：如果你这样做，conntrack -L你可以看到计算机的 iptables/nftables 防火墙跟踪的状态，这与大多数家庭路由器内部使用的基本相同。请注意idICMP Echo 状态字段。）

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因此，从您的问题描述来看，确实听起来路由器的状态表因太多“连接”而填满，并且其固件被配置为停止接受新状态，而不是让它们推出旧状态。（公平地说，我认为这是 Linux conntrack 的默认行为？）

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也可能是有问题的路由器有一个错误，阻止它清除状态，并且它的内存只会填满，直到重新启动；特别是如果路由器将 NAT 卸载到硬件加速，并且如果所述卸载已损坏状态删除。（如果是这种情况，我完全不会感到惊讶，并且 ISP 只是将其编程为每周重新启动一次，这对于临时用户来说“足够好”。）

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如今Battle.net不再使用P2P，它只是来自CDN的HTTP（尽管它很早以前是基于BitTorrent的），但它确实建立了相对大量的并行HTTP下载，并且肯定会导致这个问题。

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最后，正如评论中提到的，您的路由器的防火墙可能会丢失所有过滤器和/或 NAT 规则（尽管我不确定是否可能）。这对于基于 Linux 的设备 \xe2\x80\x93 来说是有意义的，实际上 iptables 会自动处理现有状态的 NAT，因此，如果传出 SNAT 或 MASQUERADE 规则由于某种原因被删除，它将阻止建立新连接，但现有连接那些将继续工作（它们将继续根据已存储在状态中的信息进行 NAT）。

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如果您找不到解决问题的方法，VPN 可能是一种解决方法 \xe2\x80\x93 整个 VPN 隧道在您的路由器可以看到的范围内仅被视为一种状态。

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