400 问题(难道是tomcat的bug?)

最近正上线接入全链路的系统,但是遇到了诸多不顺。这里记录一下线上故障的排查过程

背景介绍

为了解决分布式链路追踪的问题,我们引入了实现OpenTracing的Jaeger来实现。然后我们为SpringBoot框架写了一个starter以让用户实现近零改造接入全链路。

由于公司有一个封装了SpringBoot的内部框架,然后我们的starter就以最新框架所使用的SpringBoot版本为基础进行开发。所以业务系统在接入的时候需要先升级框架,然后再引入我们的starter才行无缝接入全链路。

故障描述

然后有一个业务系统就按照步骤,升级框架,引入starter就接入了全链路系统,并且功能测试压力测试都已经通过了。结果我们满怀信心地就上线了。结果,线上nginx报大量http 400错误。


故障排查

出现故障后,业务系统的研发人员查了所有的日志,包括elk以及机器上的日志,都没有发现明显的错误日志。这个就尴尬了。。。

几番挣扎后还是没有在线上的日志中找到任何蛛丝马迹。这个就比较绝望了。更奇怪的是在测试环境中是正常的,这个就比较诡异了。

然后我们猜想是不是之前压力测试做得不够啊,我们还是在压测环境中再压测一下看看会不会复现。然后正好之前这个业务系统做过压测,那就赶紧找运维搭建一个压测环境。结果刚搭建完就非常给面子地复现了400错误。

然后运维同学就各种折腾,然后神奇般地在nginx中的location下加了一行配置后就好了.

proxy_set_header HOST $host

然后就开始各种查这个配置是啥意思。

这个配置的主要是在nginx在转发htp请求的时候会加上实际的Host请求头。如http请求是 http://abc.com/hello,那么nginx在转发http请求的时候会原封不动的把host请求头(Host:abc.com)转发给后台服务。对于nginx而言,如果没有配置proxy_set_header HOST $host的时候会默认修改Host为upstream的名称。

然后我们又在压测环境中试了一下修改之前的版本,发现是正常的。
我们nginx的配置大体如下


5387388-598c125af9bf048f.png

那总结一下现在的现象:

  • 在nginx没有配置proxy_set_header HOST $host的时候,修改之前的版本是正常的,修改之后的版本报400错误
  • 在nginx配置了proxy_set_header HOST $host之后,两个版本都是正常的

那我们到底修改了什么呢?

  • 升级SpringBoot的版本
  • 引入全链路starter

然后我们试了下去掉全链路starter的引用,发现还是400错误。然后再回退SpringBoot版本,发现是正常的

综上:是因为升级了SpringBoot版本导致了该问题,又因为是http的头部变化导致的问题,故可以大胆猜测是因为升级了Tomcat版本导致的该问题

tomcat版本从8.5.11升级到8.5.31

故障本地复现

由前面的分析可知,nginx在没有配置proxy_set_header HOST $host 的时候,在转发http请求的时候会默认把upstream的名称作为Host头部的内容。

也就是说新版的tomcat在接收Host为sc_java(带有下划线)的http请求报了400错误

下面我们来复现一下这个错误:
如下,本地部署两个使用新版本tomcat的后台服务,端口分别为8083和8084


nginx.png

nginx配置如下。重点是upstream是带下划线的


然后使用postman请求nginx,复现400错误


调整nginx配置,主要修改upstream为没有下划线的


然后再请求,发现是正常的


故障修复方案

  • 回退tomcat版本。代价较大
  • 线上修改nginx配置:加上配置proxy_set_header HOST $host 或者修改upstream为没有下划线的名称

根因分析

我们虽然知道了故障的原因,也知道了怎么修复这个故障。但是就是不知道新版的tomcat为什么出现这个问题。带着这个疑问,我们组的同事在SpringBoot项目的issue中搜索了下400问题,发现确实有相关的issue

[tomcat] Spring boot web always return 400 when use a domain name

虽然看上去跟我们的问题是一样的,都是400问题,但是具体发生的原因是不一样的。这个issue是说,如果domain name .ext 包含数字,比如 "domain.sf1m",会出现400问题。这个问题也已经在tomcat的新版本中修复了。

但是即使我使用最新的8.5.x版本的tomcat,用带有下划线的Host的http去请求tomcat的时候依然会报400错误。

也就是说,带有下划线的Host的http请求,tomcat认为是有问题的

那为什么之前版本的tomcat是正常的呢?带着这个疑问我们来分析一下tomcat的源代码。

由于之前没有看过tomcat的源代码,所以要分析出到底是哪一行代码有问题是很困难的,所以我查看了下tomcat的相关的bug
Improve logging in AbstractProcessor.parseHost()

下面是bug中的错误stack


发现对应的代码改动如下


到这里我们也就知道了处理Host头部的类就是这个HttpParser类。

然后我在本次check了下tomcat8.5.31 和8.5.11的代码,比对了一下HttpParser以及AbstractProcessor类。
对比结果如下:


发现8.5.31版本的AbstractProcessor类中多了一个parseHost的方法,然后主要解析方法是Host.parse(valueMB);


到这里我们就已经知道了为什么8.5.11版本的tomcat是正常的,主要是因为8.5.11版本的tomcat没有对Host头部进行校验,而在8.5.31版本的tomcat增加了该校验。

我们来看一下tomcat源代码的提交记录


我们发现在 2018/4/6增加了对host/port的校验。

跟因之跟因

那为什么tomcat增加了这个Host的校验呢,而且不允许使用带有下划线的Host呢?实际上这个是有规范的。具体点击这个链接
rfc1034

如果你你觉得这个太长了,简单地可以看一下这篇文章
域名中不应出现下划线

经验教训

好了,到这里我们就知道了,其实对于带有下划线的Host,tomcat是遵循的RFC1-1034的规范的,所以tomcat的处理是正确的。但是tomcat在处理某些其他合法的Host的时候历史上出现过bug,但是对于下划线的处理一直是正确的。

所以,以后nginx在配置upstream的时候不能使用带有下划线的名称,还有最好在location位置上加上proxy_set_header HOST $host

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