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调试利器之tcpdump详解

博学无忧 2015-01-12 22:50:58 浏览 3,443 次

简介

       你执行 man tcpdump 命令,你会看到文档中对tcpdump的说明是“dump traffic on a network”。可见,tcpdump是一个根据使用者的定义对网络上的数据包进行截获的包分析工具。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。tcpdump以其强大的功能,灵活的截取策略,成为每个高级的系统管理员分析网络,排查问题等所必备的工具之一。

   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 FreeBSD系统中,由于它需要将网络接口设置为混杂模式,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。

   安装

       在一些Linux发行版中,Tcpdump通常作为标准的软件包被默认安装,执行“tcpdump”命令能够确定是否已安装了Tcpdump。如果没有安装,你可以通过yum命令,rpm包和源码包三种方式来安装tcpdump。tcpdump依赖于libpcap来捕获网络数据包。因此,我们在安装tcpdump的时候必须也得安装libpcap函数包。

   下面我们对三种方式逐一做介绍。

   yum命令方式安装:

[hailong.xhl@v101080140 ~]$ sudo yum install tcpdump

   这种方式是最省时省心的。如果顺利的话,一个命令就可以解决问题。如果安装的软件依赖其他软件包,安装的时候会提示你被依赖的软件包也需要被安装。

   rpm包方式安装:

   相比yum命令方式,rpm包方式安装会稍微麻烦些。

   首先,我们要从网上下载tcpdump的rpm包。

[hailong.xhl@v101080140 ~]$ wget http://dag.wieers.com/redhat/el5/en/x86_64/testing/RPMS/tcpdump-4.4.0-1.el5.rft.x86_64.rpm

   然后,通过rpm命令安装下载的rpm包。

[hailong.xhl@v101080140 ~]$ sudo rpm -ivh ./tcpdump-3.9.4-15.el5.rpm

   这种形式的安装是最简单的安装方法,rpm包是将软件编译后打包成二进制的格式,通过rpm命令可以直接安装,不需要修改任何东西。

   源码方式安装:

   源码方式安装是最繁琐的。但是,如果最新的版本发布后,可能网络上还没有提供rpm包下载,也没有被加入到yum源中。这个时候,我们只能通过源码方式安装。

   首先,我们先获取tcpdump的源码。这个源码在tcpdump的官网有下载。官网地址是 http://www.tcpdump.org/。

[hailong.xhl@v101080140 ~]$ wget http://www.tcpdump.org/release/tcpdump-4.6.2.tar.gz
[hailong.xhl@v101080140 ~]$ wget http://www.tcpdump.org/release/libpcap-1.6.2.tar.gz

   然后,解压下载的软件包。

   因为我们下载的软件包是tar.gz格式的压缩包。我们可以使用tar命令对其解压,才能得到源码。

[hailong.xhl@v101080140 ~]$ tar -xvf ./tcpdump-4.6.2.tar.gz
[hailong.xhl@v101080140 ~]$ tar -xvf ./libpcap-1.6.2.tar.gz

   最后,进行源码的安装。

   我们先要对libpcap包进行安装。libpcap也依赖于一些其他软件包。如果在安装过程中报一些错误,可能你需要安装相应的依赖包。

   在编译安装libpcap时,如果出现 “configure: error: Your operating system’s lex is insufficient to compile libpcap.”的错误提示。 说明你没有安装flex软件包。你需要下载安装flex。打开网址 flex.sourceforge.net,下载flex-2.5.35.tar.gz 。然后通过tar -xvf ./flex-2.5.35.tar.gz 命令解压文件。

   如果没有编译安装此文件,在编译安装libpcap时,如果出现 “configure: WARNING: don’t have both flex and bison; reverting to lex/yacc checking for capable lex… insufficient” 的错误提示。 说明你没有安装bison包。打开网址:ftp.gnu.org/gnu/bison/ 下载 bison-2.4.1.tar.gz 软件包,通过 tar zxvf bison-2.4.1.tar.gz 解压文件。

   在编译安装bison-2.4.1时,如果出现 “configure: error: GNU M4 1.4 is required”的错误提示。 说明你没有安装m4。打开网址:ftp.gnu.org/gnu/m4/ 下载 m4-1.4.1.tar.gz软件包,通过 tar zxvf m4-1.4.13.tar.gz 解压文件

   而后依次进入目录m4-1.4.1,bison-1.25,flex-2.5.35,libpcap-1.6.2 tcpdump-4.6.2 并执行以下命令:

[hailong.xhl@v101080140 ~]$ ./configure
[hailong.xhl@v101080140 ~]$ make
[hailong.xhl@v101080140 ~]$ sudo make install

   命令完成后,libpcap网络捕包接口程序方可使用。

   注意:运行此类程序时需要以root的身份运行,因为系统不允许非root用户进行一些网络操作。

   基本使用

   tcpdump的命令格式如下:

   tcpdump [ -AdDeflLnNOpqRStuUvxX ] [ -c count ]

   [ -C file_size ] [ -F file ]

   [ -i interface ] [ -m module ] [ -M secret ]

   [ -r file ] [ -s snaplen ] [ -T type ] [ -w file ]

   [ -W filecount ]

   [ -E spi@ipaddr algo:secret,... ]

   [ -y datalinktype ] [ -Z user ]

   [ expression ]

   命令行参数介绍:

   -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。

   -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)。

   -n      不把网络地址转换成名字。

   -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。

   -x      以16进制数形式显示每一个报文 (去掉链路层报头) . 可以显示较小的完整报文, 否则只显示snaplen个字节.

   -xx     以16进制数形式显示每一个报文(包含链路层包头)。

   -X      以16进制和ASCII码形式显示每个报文(去掉链路层报头)。

   -XX     以16进制和ASCII吗形式显示每个报文(包含链路层报头)。

   -y      设置tcpdump 捕获数据链路层协议类型

   -Z      使tcpdump 放弃自己的超级权限(如果以root用户启动tcpdump, tcpdump将会有超级用户权限), 并把当前tcpdump的用户ID设置为user, 组ID设置为user首要所属组的ID

   常用参数应用示例与应用场景介绍:

   默认启动

[hailong.xhl@v101080140 ~]$ sudo tcpdump

   tcpdump如果不加任何参数,启动后默认会监视第一个网络接口上所有流过的数据包。

   观察指定接口的网络数据包

[hailong.xhl@v101080140 ~]$ sudo tcpdump -i eth0

   想知道本机都有那些网络接口,可以通过tcpdump -D命令查看。如果想监听所有的网络接口,只要把-i参数值改为any就可以了。即,-i any。

   以ASCII码方式查看数据包

[hailong.xhl@v101080140 ~]$ sudo tcpdump -A

   web程序与其他服务通信多数支持以ASCII格式传输数据。如,向mysql服务端传输的sql语句就是以ASCII码形式进行传输。我们就可以使用-A参数查看传输的具体sql语句。

   把数据写入指定文件

tcpdump -w /tmp/tp.log

   数据写入指定文件后,方便使用其他数据包分析软件进行分析。如 wireshark。在后面,我们将涉及如何使用wireshark分析tcpdump的数据包。

   设置读取数据包的长度

tcpdump -s 200 

   默认读取的长度比较短,如果需要查看的信息被截断了。可以指定此参数。

       tcpdump能够截获指定接口或任何接口的数据包,这取决于如何对tcpdump进行配置。缺省情况下tcpdump一般会显示任何从网络上截获的数据包,但通常这样的信息量过大,不利于分析。因此,tcpdump提供了使用表达式过滤报文条件,来对截获的数据包进行过滤,从而只显示符合特定需要的数据包。下面我们对tcpdump的表达式做下介绍。

       表达式是一个正则表达式,tcpdump利用它作为过滤报文的条件,如果一个报文符合表达式的条件,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。在表达式中一般有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,port,net。例如:

#tcpdump host 102.168.1.100

   截获来自和发往主机102.168.1.100的所有报文数据。

#tcpdump net 192.168.1.0/24

   截获来自和发送到网络地址为192.168.1.0/24的所有主机的报文数据,

#tcpdump port 23

   截获所有从23号端口发出,和发往23号端口的报文数据。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:

#tcpdump src host 102.168.1.100

   截获来自主机 102.168.1.100的所有报文数据

#tcpdump dst net 192.168.1.0/24

   截获发送到网络地址为192.168.1.0/24的所有主机的报文数据 。既可以是名字(存在/etc/networks中),也可以是网络号.

   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ip,arp,rarp,tcp,udp等类型。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。

#tcpdump udp

   截获所有udp协议的报文数据。

       第四种是逻辑运算关键字,主要包括,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。

#tcpdump "dst host 192.168.1.100 and (port 80 or port 8080)"

   截获所有发往主机192.168.1.100的80端口或者8080端口的报文数据。

       除了这上面几种类型的关键字之外,其他重要的关键字如下:portrange,gateway, broadcast,less,greater。

#tcpdump -n dst portrange 1-1023

   截获目标端口在1和1023之间的所有报文数据。

#tcpdump greater 20

   截获所有报文长度大于20的报文数据。

   输出信息的基本格式:

       虽然tcpdump会根据指定参数的不同,输出结果有所差异。但是它基本的输出格式相同:系统时间 来源主机.端口 > 目标主机.端口 数据包参数。下面我们来看下集中典型的输出。

       数据链路层头信息:

#tcpdump -e host host2 and port 11211
......
16:49:57.940257 00:16:3e:00:00:2f (oui Unknown) > 00:16:3e:00:6c:fc (oui Unknown), ethertype IPv4 (0x0800), length 110: host1.41684 > host2.11211: P 1036863:1036907(44) ack 839113 win 115 <nop,nop,timestamp 1914224417 1914343362>
......

   16:49:57 是时间。 格式为,小时:分:秒。

   940257 为ID号。

   00:16:3e:00:00:2f 发出数据包主机的mac地址。

   oui Unknown 表面mac地址对应的oui(厂商代码)不能识别。

   00:16:3e:00:6c:fc  数据包目标主机的mac地址。

   ethertype IPv4 (0x0800) 以太网帧所携带的上层数据类型为IPv4。

   110 是数据包的长度。

   host1.41684 表示发送数据包的主机名是host1,端口是41684。

   host2.11211 数据包目标地址主机的主机名是host2,接受数据包的端口是11211。

   P 表示发送数据。

   (44) 表示发送数据的长度是44个字节。

   ack 839113 表示对序列号为839113的包进行响应。

   win 115 表示发送的窗口大小为115。

   TCP包的输出信息:

#tcpdump tcp port 11211
....
17:31:47.143178 IP host1.48232 > host2.11211: S 307816357:307816357(0) win 14600 <mss 1460,sackOK,timestamp 1916733618 0,nop,wscale 7>
....

   17:31:47.143178 是时间

   IP 是协议说明。

   host1.48232 > 是发送端主机和端口。符号 > 表明数据的传输方向。

   host2.11211 接收端的主机名和端口。

   S flags是TCP包中的标志信息(S是SYN标志,F(FIN),P(PUSH),R(RST),”.”(没有标记))。

   第五列 ata-seqno是数据包中的数据的顺序号。

   第六列 ack是下次期望的顺序号。

   第七列 window是接收缓存的窗口大小。

   UDP包的输出信息:

   用TCPDUMP捕获的UDP包的一般输出信息是:

   route.port1 > ice.port2: udp lenth

#tcpdump udp
......
06:03:21.199876 IP v101081217.sqa.zmf.bo56.com.65535 > 224.7.3.1.entextxid: UDP, length 64
......

   UDP十分简单,上面的输出行表明从主机ROUTE的port1端口发出的一个UDP数据包到主机ICE的port2端口,类型是UDP, 包的长度是lenth。

   作业示例:

   观察mysql数据通信。

   ps:

   另外你得了解,为了让网络接口可以让tcpdump监听,所以执行tcpdump时网络接口会启动在“混杂模式(promiscuous)”,所以你会在 /var/log/messages里面看到很多的警告信息,通知你说你的网卡被设置成为混杂模式。别担心,那是正常的。至于更多的应用,请参考man tcpdump了。

   参考资料

   http://www.cnblogs.com/ggjucheng/archive/2012/01/14/2322659.html  输出格式

   http://wangjunle23.blog.163.com/blog/static/1178381712012724196814/

   http://blog.chinaunix.net/uid-11242066-id-4084382.html

   http://bbs.chinaunix.net/thread-1508322-1-1.html

   http://blog.csdn.net/jiayanhui2877/article/details/5953725

   http://www.360doc.com/content/11/1013/12/1162697_155701557.shtml#

   http://www.startos.com/linux/tips/2010122818605_5.html

   http://albanianwizard.org/how-to-read-tcpdump-output-tcpdump-advanced-use.albanianwizard

   http://blog.csdn.net/chinainvent/article/details/5177877 tcp三次握手

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  1. 神探tcpdump第一招 (阅读 9,443)
  2. 使用wireshark分析网络报文 (阅读 7,746)
  3. 记一次丢包网络故障 (阅读 6,388)
  4. 神探tcpdump第六招 (阅读 5,364)
  5. ssldump (阅读 5,104)
  6. 神探tcpdump第四招 (阅读 5,087)
  7. 神探tcpdump第三招 (阅读 4,723)
  8. 神探tcpdump第五招 (阅读 4,623)
  9. tcpdump匹配http头 (阅读 3,583)