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转:tcpdump抓包分析(强烈推荐)

时间:2017-11-13 19:50:17      阅读:16907      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:部分   cpp   序列   客户   类型   增加   求和   弹窗   一个   

评:示例详细,还有很不错的图解

转自:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAxODI5ODMwOA==&mid=2666539134&idx=1&sn=5166f0aac718685382c0aa1cb5dbca45&scene=5&srcid=0527iHXDsFlkjBlkxHbM2S3E#rd

转自:http://www.jianshu.com/p/8d9accf1d2f1

 

1 起因

前段时间,一直在调线上的一个问题:线上应用接受POST请求,请求body中的参数获取不全,存在丢失的状况。这个问题是偶发性的,大概发生的几率为5%-10%左右,这个概率已经相当高了。在排查问题的过程中使用到了tcpdump和Wireshark进行抓包分析。感觉这两个工具搭配起来干活,非常完美。所有的网络传输在这两个工具搭配下,都无处遁形。

为了更好、更顺手地能够用好这两个工具,特整理本篇文章,希望也能给大家带来收获。为大家之后排查问题,添一利器。

2 tcpdump与Wireshark介绍

在网络问题的调试中,tcpdump应该说是一个必不可少的工具,和大部分linux下优秀工具一样,它的特点就是简单而强大。它是基于Unix系统的命令行式的数据包嗅探工具,可以抓取流动在网卡上的数据包。

默认情况下,tcpdump不会抓取本机内部通讯的报文。根据网络协议栈的规定,对于报文,即使是目的地是本机,也需要经过本机的网络协议层,所以本机通讯肯定是通过API进入了内核,并且完成了路由选择。【比如本机的TCP通信,也必须要socket通信的基本要素:src ip port dst ip port】

如果要使用tcpdump抓取其他主机MAC地址的数据包,必须开启网卡混杂模式,所谓混杂模式,用最简单的语言就是让网卡抓取任何经过它的数据包,不管这个数据包是不是发给它或者是它发出的。一般而言,Unix不会让普通用户设置混杂模式,因为这样可以看到别人的信息,比如telnet的用户名和密码,这样会引起一些安全上的问题,所以只有root用户可以开启混杂模式,开启混杂模式的命令是:ifconfig en0 promisc, en0是你要打开混杂模式的网卡。

Linux抓包原理:

Linux抓包是通过注册一种虚拟的底层网络协议来完成对网络报文(准确的说是网络设备)消息的处理权。当网卡接收到一个网络报文之后,它会遍历系统中所有已经注册的网络协议,例如以太网协议、x25协议处理模块来尝试进行报文的解析处理,这一点和一些文件系统的挂载相似,就是让系统中所有的已经注册的文件系统来进行尝试挂载,如果哪一个认为自己可以处理,那么就完成挂载。

当抓包模块把自己伪装成一个网络协议的时候,系统在收到报文的时候就会给这个伪协议一次机会,让它来对网卡收到的报文进行一次处理,此时该模块就会趁机对报文进行窥探,也就是把这个报文完完整整的复制一份,假装是自己接收到的报文,汇报给抓包模块。

Wireshark是一个网络协议检测工具,支持Windows平台、Unix平台、Mac平台,一般只在图形界面平台下使用Wireshark,如果是Linux的话,直接使用tcpdump了,因为一般而言Linux都自带的tcpdump,或者用tcpdump抓包以后用Wireshark打开分析。

在Mac平台下,Wireshark通过WinPcap进行抓包,封装的很好,使用起来很方便,可以很容易的制定抓包过滤器或者显示过滤器,具体简单使用下面会介绍。Wireshark是一个免费的工具,只要google一下就能很容易找到下载的地方。

所以,tcpdump是用来抓取数据非常方便,Wireshark则是用于分析抓取到的数据比较方便。

3 tcpdump使用

3.1 语法

类型的关键字

host(缺省类型): 指明一台主机,如:host 210.27.48.2

net: 指明一个网络地址,如:net 202.0.0.0

port: 指明端口号,如:port 23

确定方向的关键字

src: src 210.27.48.2, IP包源地址是210.27.48.2

dst: dst net 202.0.0.0, 目标网络地址是202.0.0.0

dst or src(缺省值)

dst and src

协议的关键字:缺省值是监听所有协议的信息包

fddi

ip

arp

rarp

tcp

udp

其他关键字

gateway

broadcast

less

greater

常用表达式:多条件时可以用括号,但是要用转义

非 : ! or “not” (去掉双引号)

且 : && or “and”

或 : || or “or”

3.2 选项

 

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3.3 命令实践

 

1、直接启动tcpdump,将抓取所有经过第一个网络接口上的数据包

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2、抓取所有经过指定网络接口上的数据包

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3、抓取所有经过 en0,目的或源地址是 10.37.63.255 的网络数据:

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4、抓取主机10.37.63.255和主机10.37.63.61或10.37.63.95的通信:

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5、抓取主机192.168.13.210除了和主机10.37.63.61之外所有主机通信的数据包:

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6、抓取主机10.37.63.255除了和主机10.37.63.61之外所有主机通信的ip包

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7、抓取主机10.37.63.3发送的所有数据:

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8、抓取主机10.37.63.3接收的所有数据:

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9、抓取主机10.37.63.3所有在TCP 80端口的数据包:

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10、抓取HTTP主机10.37.63.3在80端口接收到的数据包:

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11、抓取所有经过 en0,目的或源端口是 25 的网络数据

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12、抓取所有经过 en0,网络是 192.168上的数据包

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13、协议过滤

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14、抓取所有经过 en0,目的地址是 192.168.1.254 或 192.168.1.200 端口是 80 的 TCP 数据

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15、抓取所有经过 en0,目标 MAC 地址是 00:01:02:03:04:05 的 ICMP 数据

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16、抓取所有经过 en0,目的网络是 192.168,但目的主机不是 192.168.1.200 的 TCP 数据

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17、只抓 SYN 包

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18、抓 SYN, ACK

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19、抓 SMTP 数据,抓取数据区开始为”MAIL”的包,”MAIL”的十六进制为 0x4d41494c

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20、抓 HTTP GET 数据,”GET “的十六进制是 0x47455420

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21、抓 SSH 返回,”SSH-“的十六进制是 0x5353482D

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22、高级包头过滤如前两个的包头过滤,首先了解如何从包头过滤信息:

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23、抓 DNS 请求数据

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24、其他-c 参数对于运维人员来说也比较常用,因为流量比较大的服务器,靠人工 CTRL+C 还是抓的太多,于是可以用-c 参数指定抓多少个包。

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3.4 抓个网站练练

想抓取访问某个网站时的网络数据。比如网站 http://www.baidu.com/ 怎么做?

1、通过tcpdump截获主机www.baidu.com发送与接收所有的数据包

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2、访问这个网站

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3、想要看到详细的http报文。怎么做?

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4、分析抓取到的报文

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4 tcpdump抓取TCP包分析

TCP传输控制协议是面向连接的可靠的传输层协议,在进行数据传输之前,需要在传输数据的两端(客户端和服务器端)创建一个连接,这个连接由一对插口地址唯一标识,即是在IP报文首部的源IP地址、目的IP地址,以及TCP数据报首部的源端口地址和目的端口地址。TCP首部结构如下:

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注意:通常情况下,一个正常的TCP连接,都会有三个阶段:1、TCP三次握手;2、数据传送;3、TCP四次挥手

其中在TCP连接和断开连接过程中的关键部分如下:

源端口号:即发送方的端口号,在TCP连接过程中,对于客户端,端口号往往由内核分配,无需进程指定;

目的端口号:即发送目的的端口号;

序号:即为发送的数据段首个字节的序号;

确认序号:在收到对方发来的数据报,发送确认时期待对方下一次发送的数据序号;

SYN:同步序列编号,Synchronize Sequence Numbers;

ACK:确认编号,Acknowledgement Number;

FIN:结束标志,FINish;

4.1 TCP三次握手

三次握手的过程如下:

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step1. 由客户端向服务器端发起TCP连接请求。Client发送:同步序列编号SYN置为1,发送序号Seq为一个随机数,这里假设为X,确认序号ACK置为0;

step2. 服务器端接收到连接请求。Server响应:同步序列编号SYN置为1,并将确认序号ACK置为X+1,然后生成一个随机数Y作为发送序号Seq(因为所确认的数据报的确认序号未初始化);

step3. 客户端对接收到的确认进行确认。Client发送:将确认序号ACK置为Y+1,然后将发送序号Seq置为X+1(即为接收到的数据报的确认序号);

为什么是三次握手而不是两次对于step3的作用,假设一种情况,客户端A向服务器B发送一个连接请求数据报,然后这个数据报在网络中滞留导致其迟到了,虽然迟到了,但是服务器仍然会接收并发回一个确认数据报。但是A却因为久久收不到B的确认而将发送的请求连接置为失效,等到一段时间后,接到B发送过来的确认,A认为自己现在没有发送连接,而B却一直以为连接成功了,于是一直在等待A的动作,而A将不会有任何的动作了。这会导致服务器资源白白浪费掉了,因此,两次握手是不行的,因此需要再加上一次,对B发过来的确认再进行一次确认,即确认这次连接是有效的,从而建立连接。

对于双方,发送序号的初始化为何值有的系统中是显式的初始化序号是0,但是这种已知的初始化值是非常危险的,因为这会使得一些黑客钻漏洞,发送一些数据报来破坏连接。因此,初始化序号因为取随机数会更好一些,并且是越随机越安全。

tcpdump抓TCP三次握手抓包分析:

sudotcpdump-n-S-ilo0host10.37.63.3andtcpport8080

# 接着再运行:

curlhttp://10.37.63.3:8080/atbg/doc

控制台输出:

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每一行中间都有这个包所携带的标志:

S=SYN,发起连接标志。

P=PUSH,传送数据标志。

F=FIN,关闭连接标志。

ack,表示确认包。

RST=RESET,异常关闭连接。

.,表示没有任何标志。

第1行:16:00:13.486776,从10.37.63.3(client)的临时端口61725向10.37.63.3(server)的8080监听端口发起连接,client初始包序号seq为1944916150,滑动窗口大小为65535字节(滑动窗口即tcp接收缓冲区的大小,用于tcp拥塞控制),mss大小为16344(即可接收的最大包长度,通常为MTU减40字节,IP头和TCP头各20字节)。【seq=1944916150,ack=0,syn=1】

第2行:16:00:13.486850,server响应连接,同时带上第一个包的ack信息,为client端的初始包序号seq加1,即1944916151,即server端下次等待接受这个包序号的包,用于tcp字节流的顺序控制。Server端的初始包序号seq为1119565918,mss也是16344。【seq=1119565918,ack=1944916151,syn=1】

第3行:15:46:13.084161,client再次发送确认连接,tcp连接三次握手完成,等待传输数据包。【ack=1119565919,seq=1944916151】

4.2 TCP四次挥手

连接双方在完成数据传输之后就需要断开连接。由于TCP连接是属于全双工的,即连接双方可以在一条TCP连接上互相传输数据,因此在断开时存在一个半关闭状态,即有有一方失去发送数据的能力,却还能接收数据。因此,断开连接需要分为四次。主要过程如下:

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step1. 主机A向主机B发起断开连接请求,之后主机A进入FIN-WAIT-1状态;

step2. 主机B收到主机A的请求后,向主机A发回确认,然后进入CLOSE-WAIT状态;

step3. 主机A收到B的确认之后,进入FIN-WAIT-2状态,此时便是半关闭状态,即主机A失去发送能力,但是主机B却还能向A发送数据,并且A可以接收数据。此时主机B占主导位置了,如果需要继续关闭则需要主机B来操作了;

step4. 主机B向A发出断开连接请求,然后进入LAST-ACK状态;

step5. 主机A接收到请求后发送确认,进入TIME-WAIT状态,等待2MSL之后进入CLOSED状态,而主机B则在接受到确认后进入CLOSED状态;

为何主机A在发送了最后的确认后没有进入CLOSED状态,反而进入了一个等待2MSL的TIME-WAIT主要作用有两个:

第一,确保主机A最后发送的确认能够到达主机B。如果处于LAST-ACK状态的主机B一直收不到来自主机A的确认,它会重传断开连接请求,然后主机A就可以有足够的时间去再次发送确认。但是这也只能尽最大力量来确保能够正常断开,如果主机A的确认总是在网络中滞留失效,从而超过了2MSL,最后也无法正常断开;

第二,如果主机A在发送了确认之后立即进入CLOSED状态。假设之后主机A再次向主机B发送一条连接请求,而这条连接请求比之前的确认报文更早地到达主机B,则会使得主机B以为这条连接请求是在旧的连接中A发出的报文,并不看成是一条新的连接请求了,即使得这个连接请求失效了,增加2MSL的时间可以使得这个失效的连接请求报文作废,这样才不影响下次新的连接请求中出现失效的连接请求。

为什么断开连接请求报文只有三个,而不是四个因为在TCP连接过程中,确认的发送有一个延时(即经受延时的确认),一端在发送确认的时候将等待一段时间,如果自己在这段事件内也有数据要发送,就跟确认一起发送,如果没有,则确认单独发送。而我们的抓包实验中,由服务器端先断开连接,之后客户端在确认的延迟时间内,也有请求断开连接需要发送,于是就与上次确认一起发送,因此就只有三个数据报了。

5 Wireshark分析tcpdump抓包结果

 

1、启动8080端口,tcpdump抓包命令如下:

tcpdump-ilo0-s0-n-Shost10.37.63.3andport8080-w./Desktop/tcpdump_10.37.63.3_8080_20160525.cap

# 然后再执行curl

curlhttp://10.37.63.3:8080/atbg/doc

2、使用Wireshark打开tcpdump_10.37.63.3_8080_20160525.cap文件

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No. 1-4 行:TCP三次握手环节;

No. 5-8 行:TCP传输数据环节;

No. 9-13 行:TCP四次挥手环节;

3、顺便说一个查看 http 请求和响应的方法:

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弹窗如下图所示,上面红色部分为请求信息,下面蓝色部分为响应信息:

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以上是Wireshark分析tcpdump的简单使用,Wireshark更强大的是过滤器工具,大家可以自行去多研究学习Wireshark,用起来还是比较爽的。

推荐几个关于Wireshark的文章:

Wireshark基本介绍和学习TCP三次握手

一站式学习Wireshark



作者:meng_philip123
链接:http://www.jianshu.com/p/8d9accf1d2f1
來源:简书
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。

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