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linux系统抓包工具tcpdump详解

2018-03-10

linux系统抓包工具tcpdump详解。tcpdump是一个用于截取网络分组,并输出分组内容的工具,简单说就是数据包抓包工具。tcpdump凭借强大的功能和灵活的截取策略,使其成为Linux系统下用于网络分析和问题排查的首选工具。

linux系统抓包工具tcpdump详解。tcpdump是一个用于截取网络分组,并输出分组内容的工具,简单说就是数据包抓包工具。tcpdump凭借强大的功能和灵活的截取策略,使其成为Linux系统下用于网络分析和问题排查的首选工具。

tcpdump提供了源代码,公开了接口,因此具备很强的可扩展性,对于网络维护和入侵者都是非常有用的工具。tcpdump存在于基本的Linux系统中,由于它需要将网络界面设置为混杂模式,普通用户不能正常执行,但具备root权限的用户可以直接执行它来获取网络上的信息。因此系统中存在网络分析工具主要不是对本机安全的威胁,而是对网络上的其他计算机的安全存在威胁。

一、概述
顾名思义,tcpdump可以将网络中传送的数据包的“头”完全截获下来提供分析。它支持针对网络层、协议、主机、网络或端口的过滤,并提供and、or、not等逻辑语句来帮助你去掉无用的信息。

不带参数的tcpdump会收集网络中所有的信息包头,数据量巨大,必须过滤。

二、选项介绍

-A 以ASCII格式打印出所有分组,并将链路层的头最小化。

-c 在收到指定的数量的分组后,tcpdump就会停止。

-C 在将一个原始分组写入文件之前,检查文件当前的大小是否超过了参数file_size 中指定的大小。如果超过了指定大小,则关闭当前文件,然后在打开一个新的文件。参数 file_size 的单位是兆字节(是1,000,000字节,而不是1,048,576字节)。

-d 将匹配信息包的代码以人们能够理解的汇编格式给出。

-dd 将匹配信息包的代码以c语言程序段的格式给出。

-ddd 将匹配信息包的代码以十进制的形式给出。

-D 打印出系统中所有可以用tcpdump截包的网络接口。

-e 在输出行打印出数据链路层的头部信息。

-E 用spi@ipaddr algo:secret解密那些以addr作为地址,并且包含了安全参数索引值spi的IPsec ESP分组。

-f 将外部的Internet地址以数字的形式打印出来。

-F 从指定的文件中读取表达式,忽略命令行中给出的表达式。

-i 指定监听的网络接口。

-l 使标准输出变为缓冲行形式,可以把数据导出到文件。

-L 列出网络接口的已知数据链路。

-m 从文件module中导入SMI MIB模块定义。该参数可以被使用多次,以导入多个MIB模块。

-M 如果tcp报文中存在TCP-MD5选项,则需要用secret作为共享的验证码用于验证TCP-MD5选选项摘要(详情可参考RFC 2385)。

-b 在数据-链路层上选择协议,包括ip、arp、rarp、ipx都是这一层的。

-n 不把网络地址转换成名字。

-nn 不进行端口名称的转换。

-N 不输出主机名中的域名部分。例如,‘nic.ddn.mil‘只输出’nic‘。

-t 在输出的每一行不打印时间戳。

-O 不运行分组分组匹配(packet-matching)代码优化程序。

-P 不将网络接口设置成混杂模式。

-q 快速输出。只输出较少的协议信息。

-r 从指定的文件中读取包(这些包一般通过-w选项产生)。

-S 将tcp的序列号以绝对值形式输出,而不是相对值。

-s 从每个分组中读取最开始的snaplen个字节,而不是默认的68个字节。

-T 将监听到的包直接解释为指定的类型的报文,常见的类型有rpc远程过程调用)和snmp(简单网络管理协议;)。

-t 不在每一行中输出时间戳。

-tt 在每一行中输出非格式化的时间戳。

-ttt 输出本行和前面一行之间的时间差。

-tttt 在每一行中输出由date处理的默认格式的时间戳。

-u 输出未解码的NFS句柄。

-v 输出一个稍微详细的信息,例如在ip包中可以包括ttl和服务类型的信息。

-vv 输出详细的报文信息。

-w 直接将分组写入文件中,而不是不分析并打印出来。

三、tcpdump的表达式介绍

表达式是一个正则表达式,tcpdump利用它作为过滤报文的条件,如果一个报文满足表 达式的条件,则这个报文将会被捕获。如果没有给出任何条件,则网络上所有的信息包 将会被截获。

在表达式中一般如下几种类型的关键字:

第一种是关于类型的关键字,主要包括host,net,port,例如 host 210.27.48.2, 指明 210.27.48.2是一台主机,net 202.0.0.0指明202.0.0.0是一个网络地址,port 23 指明端口号是23。如果没有指定类型,缺省的类型是host。

第二种是确定传输方向的关键字,主要包括src,dst,dst or src,dst and src, 这些关键字指明了传输的方向。举例说明,src 210.27.48.2 ,指明ip包中源地址是 210.27.48.2 , dst net 202.0.0.0 指明目的网络地址是202.0.0.0。如果没有指明 方向关键字,则缺省是src or dst关键字。

第三种是协议的关键字,主要包括fddi,ip,arp,rarp,tcp,udp等类型。Fddi指明是在FDDI (分布式光纤数据接口网络)上的特定的网络协议,实际上它是”ether”的别名,fddi和ether 具有类似的源地址和目的地址,所以可以将fddi协议包当作ether的包进行处理和分析。 其他的几个关键字就是指明了监听的包的协议内容。如果没有指定任何协议,则tcpdump 将会 监听所有协议的信息包。

除了这三种类型的关键字之外,其他重要的关键字如下:gateway, broadcast,less, greater, 还有三种逻辑运算,取非运算是 ‘not ‘ ‘! ‘, 与运算是’and’,’&&’;或运算是’or’ ,’||’; 这些关键字可以组合起来构成强大的组合条件来满足人们的需要。

———————————————————————————————————————————–

一般情况下,非HTTP协议的网络分析,在服务器端用tcpdump比较多,在客户端用wireshark比较多,两个抓包软件的语法是一样的。

一、基本语法

1.1、过滤主机

抓取所有经过eth1,目的或源地址是192.168.1.1的网络数据
tcpdump -i eth1 host 192.168.1.1
指定源地址
tcpdump -i eth1 src host 192.168.1.1
指定目的地址
tcpdump -i eth1 dst host 192.168.1.1

1.2、过滤端口

抓取所有经过eth1,目的或源端口是25的网络数据
tcpdump -i eth1 port 25
指定源端口
tcpdump -i eth1 src port 25
指定目的端口
tcpdump -i eth1 dst port 25

1.3、网络过滤

tcpdump -i eth1 net 192.168
tcpdump -i eth1 src net 192.168
tcpdump -i eth1 dst net 192.168

1.4、协议过滤

tcpdump -i eth1 arp
tcpdump -i eth1 ip
tcpdump -i eth1 tcp
tcpdump -i eth1 udp
tcpdump -i eth1 icmp

1.5、常用表达式

非 : ! or "not" (去掉双引号)  
且 : && or "and"  
或 : || or "or"
抓取所有经过eth1,目的地址是192.168.1.254或192.168.1.200端口是80的TCP数据
tcpdump -i eth1 '((tcp) and (port 80) and ((dst host 192.168.1.254) or (dst host 192.168.1.200)))'
抓取所有经过eth1,目标MAC地址是00:01:02:03:04:05的ICMP数据
tcpdump -i eth1 '((icmp) and ((ether dst host 00:01:02:03:04:05)))'
抓取所有经过eth1,目的网络是192.168,但目的主机不是192.168.1.200的TCP数据
tcpdump -i eth1 '((tcp) and ((dst net 192.168) and (not dst host 192.168.1.200)))'

二、高级包头过滤

首先了解如何从包头过滤信息

proto[x:y]          : 过滤从x字节开始的y字节数。比如ip[2:2]过滤出3、4字节(第一字节从0开始排)
proto[x:y] & z = 0  : proto[x:y]和z的与操作为0
proto[x:y] & z !=0  : proto[x:y]和z的与操作不为0
proto[x:y] & z = z  : proto[x:y]和z的与操作为z
proto[x:y] = z      : proto[x:y]等于z

操作符 : >, <, >=, <=, =, !=

2.1、IP头

 0                   1                   2                   3
 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |Version|  IHL  |Type of Service|          Total Length         |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |         Identification        |Flags|      Fragment Offset    |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |  Time to Live |    Protocol   |         Header Checksum       |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |                       Source Address                          |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |                    Destination Address                        |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |                    Options                    |    Padding    | <-- optional
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |                            DATA ...                           |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

本文只针对IPv4。

2.2、IP选项设置了吗?

“一般”的IP头是20字节,但IP头有选项设置,不能直接从偏移21字节处读取数据。IP头有个长度字段可以知道头长度是否大于20字节。

 +-+-+-+-+-+-+-+-+
 |Version|  IHL  |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+

通常第一个字节的二进制值是:01000101,分成两个部分:

0100 = 4 表示IP版本 0101 = 5 表示IP头32 bit的块数,5 x 32 bits = 160 bits or 20 bytes

如果第一字节第二部分的值大于5,那么表示头有IP选项。

下面介绍两种过滤方法(第一种方法比较操蛋,可忽略):

a. 比较第一字节的值是否大于01000101,这可以判断IPv4带IP选项的数据和IPv6的数据。

01000101十进制等于69,计算方法如下(小提示:用计算器更方便)

0 : 0  \
1 : 2^6 = 64 \ 第一部分 (IP版本)
0 : 0   /
0 : 0  /
-
0 : 0  \
1 : 2^2 = 4  \ 第二部分 (头长度)
0 : 0   /
1 : 2^0 = 1 /

64 + 4 + 1 = 69

如果设置了IP选项,那么第一自己是01000110(十进制70),过滤规则:

tcpdump -i eth1 &#39;ip[0] > 69&#39;

IPv6的数据也会匹配,看看第二种方法。

b. 位操作

0100 0101 : 第一字节的二进制
0000 1111 : 与操作
<=========
0000 0101 : 结果

正确的过滤方法

tcpdump -i eth1 &#39;ip[0] & 15 > 5&#39;

或者

tcpdump -i eth1 &#39;ip[0] & 0x0f > 5&#39;

2.3、分片标记

当发送端的MTU大于到目的路径链路上的MTU时就会被分片,这段话有点拗口,权威的请参考《TCP/IP详解》。唉,32借我的书没还,只能凑合写,大家记得看书啊。

分片信息在IP头的第七和第八字节:

 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |Flags|      Fragment Offset    |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

Bit 0: 保留,必须是0
Bit 1: (DF) 0 = 可能分片, 1 = 不分片
Bit 2: (MF) 0 = 最后的分片, 1 = 还有分片

Fragment Offset字段只有在分片的时候才使用。

要抓带DF位标记的不分片的包,第七字节的值应该是:

01000000 = 64

tcpdump -i eth1 &#39;ip[6] = 64&#39;

2.4、抓分片包

匹配MF,分片包
tcpdump -i eth1 &#39;ip[6] = 32&#39;

最后分片包的开始3位是0,但是有Fragment Offset字段。

匹配分片和最后分片
tcpdump -i eth1 &#39;((ip[6:2] > 0) and (not ip[6] = 64))&#39;

测试分片可以用下面的命令:

ping -M want -s 3000 192.168.1.1

2.5、匹配小TTL

TTL字段在第九字节,并且正好是完整的一个字节,TTL最大值是255,二进制为11111111。

可以用下面的命令验证一下:

$ ping -M want -s 3000 -t 256 192.168.1.200
ping: ttl 256 out of range
 +-+-+-+-+-+-+-+-+
 |  Time to Live |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+
在网关可以用下面的命令看看网络中谁在使用traceroute
tcpdump -i eth1 &#39;ip[8] < 5&#39;

2.6、抓大于X字节的包

大于600字节
tcpdump -i eth1 &#39;ip[2:2] > 600&#39;

2.7、更多的IP过滤

首先还是需要知道TCP基本结构,再次推荐《TCP/IP详解》,卷一就够看的了,避免走火入魔。

TCP头
 0                   1                   2                   3
 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |          Source Port          |       Destination Port        |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |                        Sequence Number                        |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |                    Acknowledgment Number                      |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |  Data |       |C|E|U|A|P|R|S|F|                               |
 | Offset|  Res. |W|C|R|C|S|S|Y|I|            Window             |
 |       |       |R|E|G|K|H|T|N|N|                               |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |           Checksum            |         Urgent Pointer        |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |                    Options                    |    Padding    |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 |                             data                              |
 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
抓取源端口大于1024的TCP数据包
tcpdump -i eth1 &#39;tcp[0:2] > 1024&#39;
匹配TCP数据包的特殊标记


TCP标记定义在TCP头的第十四个字节

 +-+-+-+-+-+-+-+-+
 |C|E|U|A|P|R|S|F|
 |W|C|R|C|S|S|Y|I|
 |R|E|G|K|H|T|N|N|
 +-+-+-+-+-+-+-+-+

重复一下TCP三次握手,两个主机是如何勾搭的:

源发送SYN目标回答SYN, ACK源发送ACK


没女朋友的童鞋要学习一下:
1. MM,你的手有空吗?--
2. 有空,你呢?\~
~
3. 我也有空 _

失败的loser是酱紫的:
1. MM,这是你掉的板砖吗?(SYN)  ̄▽ ̄
2. 不是,找拍啊?(RST-ACK) ˋ﹏ˊ

只抓SYN包,第十四字节是二进制的00000010,也就是十进制的2
tcpdump -i eth1 &#39;tcp[13] = 2&#39;
抓SYN, ACK (00010010 or 18)
tcpdump -i eth1 &#39;tcp[13] = 18&#39;
抓SYN或者SYN-ACK
tcpdump -i eth1 &#39;tcp[13] & 2 = 2&#39;

用到了位操作,就是不管ACK位是啥。

抓PSH-ACK
tcpdump -i eth1 &#39;tcp[13] = 24&#39;
抓所有包含FIN标记的包(FIN通常和ACK一起,表示幽会完了,回见)
tcpdump -i eth1 &#39;tcp[13] & 1 = 1&#39;
抓RST(勾搭没成功,伟大的greatwall对她认为有敏感信息的连接发RST包,典型的棒打鸳鸯)
tcpdump -i eth1 &#39;tcp[13] & 4 = 4&#39;

2.8、大叔注

tcpdump考虑了一些数字恐惧症者的需求,提供了部分常用的字段偏移名字:

icmptype (ICMP类型字段)
icmpcode (ICMP符号字段)
tcpflags (TCP标记字段)

ICMP类型值有:

icmp-echoreply, icmp-unreach, icmp-sourcequench, icmp-redirect, icmp-echo, icmp-routeradvert, icmp-routersolicit, icmp-timxceed, icmp-paramprob, icmp-tstamp, icmp-tstampreply, icmp-ireq, icmp-ireqreply, icmp-maskreq, icmp-maskreply

TCP标记值:

tcp-fin, tcp-syn, tcp-rst, tcp-push, tcp-push, tcp-ack, tcp-urg

这样上面按照TCP标记位抓包的就可以写直观的表达式了:

只抓SYN包
tcpdump -i eth1 &#39;tcp[tcpflags] = tcp-syn&#39;
抓SYN, ACK
tcpdump -i eth1 &#39;tcp[tcpflags] & tcp-syn != 0 and tcp[tcpflags] & tcp-ack != 0&#39;

2.9、抓SMTP数据

tcpdump -i eth1 &#39;((port 25) and (tcp[(tcp[12]>>2):4] = 0x4d41494c))&#39;

抓取数据区开始为”MAIL”的包,”MAIL”的十六进制为0x4d41494c。

2.10、抓HTTP GET数据

tcpdump -i eth1 &#39;tcp[(tcp[12]>>2):4] = 0x47455420&#39;

“GET “的十六进制是47455420

2.11、抓SSH返回

tcpdump -i eth1 &#39;tcp[(tcp[12]>>2):4] = 0x5353482D&#39;

“SSH-“的十六进制是0x5353482D

tcpdump -i eth1 &#39;(tcp[(tcp[12]>>2):4] = 0x5353482D) and (tcp[((tcp[12]>>2)+4):2] = 0x312E)&#39;

抓老版本的SSH返回信息,如”SSH-1.99..”

三、大叔注

如果是为了查看数据内容,建议用tcpdump -s 0 -w filename把数据包都保存下来,然后用wireshark的Follow TCP Stream/Follow UDP Stream来查看整个会话的内容。

-s 0是抓取完整数据包,否则默认只抓68字节。

另外,用tcpflow也可以方便的获取TCP会话内容,支持tcpdump的各种表达式。

3.1、UDP头

  0      7 8     15 16    23 24    31
 +--------+--------+--------+--------+
 |     Source      |   Destination   |
 |      Port       |      Port       |
 +--------+--------+--------+--------+
 |                 |                 |
 |     Length      |    Checksum     |
 +--------+--------+--------+--------+
 |                                   |
 |              DATA ...             |
 +-----------------------------------+
抓DNS请求数据
tcpdump -i eth1 udp dst port 53

3.2、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,甚至导致服务器宕机,于是可以用-c参数指定抓多少个包。

time tcpdump -nn -i eth0 &#39;tcp[tcpflags] = tcp-syn&#39; -c 10000 > /dev/null

上面的命令计算抓10000个SYN包花费多少时间,可以判断访问量大概是多少。

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