军队行进到距离单于城60里处，停下来安营扎寨。
陈汤命令部下在附近展开搜索，结果抓到了一名康居男子。很巧的是，这名叫开牟的男子，正是与陈汤签订秘密条约的康居贵族屠墨的舅舅。
开牟对郅支单于在康居国犯下的暴行也是深恶痛绝，他表示愿意为陈汤的大军作向导，并且把他所知道的单于城的防卫情况一一向陈汤说明。
此时陈汤已对单于城的情况了如指掌，第二天，大军再向单于城挺进30里，然后安营扎寨。
此时郅支单于已得到消息，中国军队竟然不远万里杀到康居，他大吃一惊，赶紧派人前往联军司令部，问道：“中国军队远道而来，所为何事呢？”
陈汤对匈奴使者说：“你们单于不是曾上书，说居住在这个困厄之地很苦，愿意归附强大的汉帝国，还要派儿子到中国吗？我们皇帝听说你们单于离开广阔的匈奴故地，躲在这个偏远的康居国受委屈，心里很是怜悯，便派西域都护将军率军来迎接单于以及单于的妻儿，怕惊吓了其他人，所以军队不敢抵达城下。”
陈汤果然是外交奇才，明明是为诛杀郅支单于而来，但外交言辞仍然讲得天花乱坠。
匈奴使者数次往返于单于城与联军司令部，给双方的首领传话。甘延寿与陈汤厉声对匈奴使者喝道：“我等为单于远道而来，到现在还没有一个匈奴的王侯大臣前来拜会将军，接受皇帝的命令，单于作为东道主，却没有体现待客之道，不把我等放在眼里，这是何理？你回去告诉单于，我军远道而来，人与马匹都极度劳累了，粮食也快吃完了，再拖下去，恐怕我们无法回去交差了，让单于快与大臣好好商议商议，尽快给个答复。”
这是甘延寿与陈汤给郅支单于下的最后通牒。
此时，陈汤与甘延寿均还不知道汉使谷吉早被郅支单于杀死，但是郅支单于却很心虚。半夜时分，他悄悄地溜出单于城，到了城外后，郅支单于望着茫茫天地，心中一片茫然，他想逃，可是要逃到哪啊？
逃到康居国的都城吗？不行，他把康居王的女儿都杀死了，康居王一定恨透他了，更不必说康居的百姓对他也是恨之入骨，这一去不是送死吗？
或者逃到西域的某个国家去避难？这更不行，西域各国都加入远征军行列了。回到匈奴去？自己的老弟呼韩邪单于正想要自己的脑袋呢！
郅支单于策马在城外兜了一圈，发现无路可去，无可奈何地又回到城内，这时他一定体会到一个词的含义：众叛亲离。眼下之计，唯有坚守此城，只要坚持到远征联军部队粮食耗尽，甘延寿与陈汤便会退兵了。这样还不保险，必须要有援兵，在康居国内，还有一些贵族听令于郅支单于，正好连夜去搬些救兵。
第二天，郅支单于并没有开城投降。
甘延寿命令4万大军开进到距离单于城只有3里之处，就地构筑兵营与防御工事，然后与陈汤登上小山丘，遥望单于城。
只见单于城由三道城墙所构成，最里面一道墙是土墙，土墙外还有两道木墙。城墙上悬挂满五彩旗帜，迎风飘扬。城墙上有数百名匈奴兵正在巡逻，城门下有一百多名骑兵往来于木墙与土墙之间，估计是在传递汉军兵临城下的消息。
在城门两侧，还有百余名士兵正在操习“鱼鳞阵”，还可以看到一个小头目正在对士兵们讲习战法。看来郅支单于早已作好作战的准备了。
关于陈汤这次著名的远征，还有一个小插曲。
陈汤的兵团在单于城下发现匈奴军队演习“鱼鳞阵”，这种阵法有点类似于罗马军团步兵方阵的“龟甲阵”，也就是以大盾牌将步兵方阵的上方及周围防护得结结实实，像一只大乌龟壳一样。而且单于城的外城采用“重木城”，这也是罗马人的典型防御术。
为什么史书会记下单于城的士兵在操练“鱼鳞阵”呢？要知道，《汉书》中对战争的记述一般是很简略的，肯定是因为这种“鱼鳞阵”引起了远征军官兵的兴趣。远征军为什么会感兴趣呢？可能有几个原因：一，汉军没有见过这种阵法，所以印象深刻;二，匈奴人一直是以骑兵为主力，汉军此前根本没有听说过匈奴有步兵，特别是匈奴步兵还操习这种阵法。
这不由让我们产生了疑问：罗马军团何时到了西亚，并且成为了匈奴人的士兵呢？如果他们真的是罗马军团，那么在历史上，罗马与汉朝这两个强大的帝国就真实地接触过，由此就会让我们产生浓厚的追问兴趣：在战争上，到底谁又更胜一筹呢？
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