前言

oracle 客户端与服务端采用TNS作为其数据交换协议。TNS全称Transparent Network Substrate，是与Oracle数据库服务器通讯的专有协议，该协议为Oracle内部协议，不向外界公开，在此之前，已经有一些反向工程的实践对各个版本的TNS进行解析，比如wireshark就有专门的TNS分析工具，中文的协议解析可参见《ORACLE协议分析》本系列基础介绍中关于TNS包基础格式，及连接包等均沿用wireshark提供的格式。本系列重点分析TNS 314下的客户端与服务端之间的通讯，通过抓包分析，查看在不同客户端，不同服务端情况下传输方式的不同，尝试还原其协议细节，实现对协议中一些关键内容的解析，如登录用户名，协议版本，oracle版本，sql命令，同时给出示例lua代码。为了分析不同客户端架构，本系列使用了两类客户端32位与64位客户端进行测试，同时重点使用了多个厂商的不同客户端（Navicat、PLSQL、SQLPlus）同时也兼顾分析了OJDBC Thin Client的情况。服务端采用11g和12c两个版本。本文主要分析连接建立，身份验证、命令传输和返回、以及错误信息返回的过程。

方法及工具

主要采用wireshark对客户端与Oracle间的通讯进行抓包分析。

分析过程中关于包类型定义等参考wireshark的tns 解析器代码。

代码示例说明

代码示例用lua写成，可以在openresty15 64bit window或linux版本下运行

其中从Socket流中解码用到了string.unpack 和pack 方法是纯lua开源实现，是对C语言 lua 扩展lpack 的纯lua模拟

系列目录

一、方法论与基础知识

二、基础包结构

三、连接认证流程与包分析

四、SQL执行流程与包分析

五、错误返回

协议介绍

Transparent Network Substrate顾名思义是对传输层协议无关，根据Oracle的介绍：TNS底层支持tcp，SSL TP，SDP，named pipeline等协议。在OSI七层协议体系中，TNS属于会话层协议

详细的介绍可参考

https://docs.oracle.com/cd/B28359_01/network.111/b28316/architecture.htm#NETAG004

Oracle版本与TNS协议版本对应关系

不同driver的差异

Oracle Client调用服务端，最终实现模式主要是 OCI和ThinDriver。

1. OCI是C 语言的lib，和平台相关，有linux和windows 版本；
2. ThinDriver是纯Java的包，与平台无关；

很多人反映反编译Java代码看到的情况和用plsql等工具调用实现不同，大概率是此原因，但无论Navicat，SQLPlus，PLSQL都走的OCI。相应JDBC有两种

1. JDBC OCI Driver 走OCI调用，
2. JDBC Thin Driver走 纯Java实现

ThinDriver的实现与OCI的实现从抓包上看，在连接建立和认证过程差距不大，但Data包差距很大，无论Endian模式，还是具体数据类型封装格式都有较大差异，在ThinDriver的实现中，很少未见出现Piggy Command的情况，所有非0或大于一位的byte或者int变量都会严格前序长度字段。

不同客户端实现的差异

相同位数（都是64位或者都是32位）的不同客户端的实现在抓包分析时也不太相同，大概表现有两个方面，一个是流程上的不同，一个是数据上的不同，我们以执行select语句为例，PLSQL和Navicat在流程上稍有差别，下图是Navicat Premium15 执行的流程

而PLSQL中没有中间3和4的部分。

数据上的不同有的时候是一些数据长度，有的时候是一些设置位上的差异，比如对于select 的Piggycommand（pagekage type 0x6 Dataid=0x11 CallID=0x69）

这个包内容在Sqlplus，plsql，navicat上不仅内容，长度也就有差异

不同客户端位数间差异

32位客户端和64位客户端也有不同，比如32位客户端中所有0xfe ff ff ff ff ff ff ff 全部以其补码01代替。但64bit 的ThinClient也有此情况，所以很难说这些现象是否完全由位数造成，这会导致许多协议中许多部分的长度根据位数不同有一定区别。文中凡协议均会标注出不同客户端位数下的长度，若未单独标注，则说明二者无不同，例如Buddle execute Command命令格式：