抓包神器之tcpdump詳解

當遇到掉包或丟包，網絡不通了的網絡故障，這時必然會聽到抓包這個關鍵詞，那什么是抓包呢？

想必大多數運維人都很熟悉windows下的抓包神器wireshark吧，雖說Linux下支持wireshare的安裝，不過在Linux下有更強大的抓包神器，它就是tcpdump。用一句話來說就是”dump the traffic on a network”。它支持針對網絡層、協議、主機、網絡或端口的過濾，提供了and/&&，or/||,not/!等邏輯語句來過濾無用的信息。

一、參數介紹

tcpdump采用命令行方式，它的命令格式為：

tcpdump [ -AdDeflLnNOpqRStuUvxX ] [ -ccount ]

          [ -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 ]

tcpdump的參數介紹

-A  以ASCII碼方式顯示每一個數據包(不會顯示數據包中鏈路層頭部信息). 在抓取包含網頁數據的數據包時, 可方便查看數據(nt: 即Handy for capturing web pages).

-c count

   tcpdump將在接受到count個數據包后退出.

-C file-size (此選項用于配合-w file 選項使用)

    該選項使得tcpdump 在把原始數據包直接保存到文件中之前, 檢查此文件大小是否超過file-size. 如果超過了, 將關閉此文件,另創一個文件繼續用于原始數據包的記錄. 新創建的文件名與-w 選項指定的文件名一致, 但文件名后多了一個數字.該數字會從1開始隨著新創建文件的增多而增加. file-size的單位是百萬字節(nt: 這里指1,000,000個字節,并非1,048,576個字節, 后者是以1024字節為1k, 1024k字節為1M計算所得, 即1M=1024 ＊ 1024 ＝ 1,048,576)

-d  以容易閱讀的形式,在標準輸出上打印出編排過的包匹配碼, 隨后tcpdump停止.(nt | rt: human readable, 容易閱讀的,通常是指以ascii碼來打印一些信息.compiled, 編排過的. packet-matching code, 包匹配碼,含義未知, 需補充)

-dd 以C語言的形式打印出包匹配碼.

-ddd 以十進制數的形式打印出包匹配碼(會在包匹配碼之前有一個附加的'count'前綴).

-D  打印系統中所有tcpdump可以在其上進行抓包的網絡接口. 每一個接口會打印出數字編號, 相應的接口名字, 以及可能的一個網絡接口描述. 其中網絡接口名字和數字編號可以用在tcpdump 的-i flag 選項(把名字或數字代替flag), 來指定要在其上抓包的網絡接口.

-e  每行的打印輸出中將包括數據包的數據鏈路層頭部信息

-E spi@ipaddr algo:secret,...

    可通過spi@ipaddralgo:secret 來解密IPsec ESP包(nt | rt:IPsec Encapsulating Security Payload,IPsec 封裝安全負載, IPsec可理解為, 一整套對ip數據包的加密協議, ESP為整個IP 數據包或其中上層協議部分被加密后的數據,前者的工作模式稱為隧道模式; 后者的工作模式稱為傳輸模式 .).

需要注意的是, 在終端啟動tcpdump 時, 可以為IPv4 ESP packets 設置密鑰(secret）.

    可用于加密的算法包括des-cbc,3des-cbc, blowfish-cbc, rc3-cbc, cast128-cbc, 或者沒有(none).默認的是des-cbc(nt:des, Data Encryption Standard, 數據加密標準, 加密算法未知, 另需補充).secret 為用于ESP 的密鑰, 使用ASCII 字符串方式表達. 如果以 0x 開頭, 該密鑰將以16進制方式讀入.

    該選項中ESP 的定義遵循RFC2406,而不是 RFC1827. 并且, 此選項只是用來調試的, 不推薦以真實密鑰(secret)來使用該選項, 因為這樣不安全: 在命令行中輸入的secret 可以被其他人通過ps 等命令查看到.

    除了以上的語法格式(nt:指spi@ipaddr algo:secret), 還可以在后面添加一個語法輸入文件名字供tcpdump使用(nt：即把spi@ipaddr algo:secret,... 中...換成一個語法文件名). 此文件在接受到第一個ESP　包時會打開此文件, 所以最好此時把賦予tcpdump的一些特權取消(nt: 可理解為, 這樣防范之后, 當該文件為惡意編寫時,不至于造成過大損害).

-f  顯示外部的IPv4 地址時(foreignIPv4 addresses, 可理解為, 非本機ip地址), 采用數字方式而不是名字.(此選項是用來對付Sun公司的NIS服務器的缺陷(NIS, 網絡信息服務, tcpdump 顯示外部地址的名字時會用到她提供的名稱服務): 此NIS服務器在查詢非本地地址名字時,常常會陷入無盡的查詢循環).

    由于對外部(foreign)IPv4地址的測試需要用到本地網絡接口(nt: tcpdump 抓包時用到的接口)及其IPv4 地址和網絡掩碼. 如果此地址或網絡掩碼不可用, 或者此接口根本就沒有設置相應網絡地址和網絡掩碼(nt: linux 下的 'any' 網絡接口就不需要設置地址和掩碼, 不過此'any'接口可以收到系統中所有接口的數據包), 該選項不能正常工作.

-F file

    使用file 文件作為過濾條件表達式的輸入, 此時命令行上的輸入將被忽略.

-i interface

    指定tcpdump 需要監聽的接口.  如果沒有指定, tcpdump 會從系統接口列表中搜尋編號最小的已配置好的接口(不包括 loopback 接口).一但找到第一個符合條件的接口, 搜尋馬上結束.

    在采用2.2版本或之后版本內核的Linux操作系統上, 'any' 這個虛擬網絡接口可被用來接收所有網絡接口上的數據包(這會包括目的是該網絡接口的, 也包括目的不是該網絡接口的). 需要注意的是如果真實網絡接口不能工作在'混雜'模式(promiscuous)下,則無法在'any'這個虛擬的網絡接口上抓取其數據包.

    如果 -D 標志被指定,tcpdump會打印系統中的接口編號，而該編號就可用于此處的interface 參數.

-l  對標準輸出進行行緩沖(nt:使標準輸出設備遇到一個換行符就馬上把這行的內容打印出來).在需要同時觀察抓包打印以及保存抓包記錄的時候很有用. 比如, 可通過以下命令組合來達到此目的:

   ``tcpdump  -l  |  teedat'' 或者 ``tcpdump  -l   > dat &  tail  -f dat''.( 前者使用tee來把tcpdump 的輸出同時放到文件dat和標準輸出中, 而后者通過重定向操作'>', 把tcpdump的輸出放到dat 文件中, 同時通過tail把dat文件中的內容放到標準輸出中)

-L  列出指定網絡接口所支持的數據鏈路層的類型后退出.(nt: 指定接口通過-i 來指定)

-m module

    通過module 指定的file 裝載SMI MIB 模塊(SMI，Structure ofManagement Information, 管理信息結構MIB, Management Information Base, 管理信息庫. 可理解為, 這兩者用于SNMP(SimpleNetwork Management Protoco)協議數據包的抓取.).

    此選項可多次使用, 從而為tcpdump 裝載不同的MIB 模塊.

-M secret  如果TCP 數據包(TCPsegments)有TCP-MD5選項(在RFC 2385有相關描述), 則為其摘要的驗證指定一個公共的密鑰secret.

-n  不對地址(比如, 主機地址, 端口號)進行數字表示到名字表示的轉換.

-N  不打印出host 的域名部分. 比如, 如果設置了此選項,tcpdump 將會打印'nic' 而不是 'nic.ddn.mil'.

-O  不啟用進行包匹配時所用的優化代碼. 當懷疑某些bug是由優化代碼引起的, 此選項將很有用.

-p  一般情況下, 把網絡接口設置為非'混雜'模式，在特殊情況下此網絡接口還是會以'混雜'模式來工作；從而, '-p' 的設與不設, 不能當做以下選現的代名詞:'ether host {local-hw-add}' 或  'ether broadcast'(nt: 前者表示只匹配以太網地址為host的包, 后者表示匹配以太網地址為廣播地址的數據包).

-q  快速(也許用'安靜'更好?)打印輸出. 即打印很少的協議相關信息,從而輸出行都比較簡短.

-R  設定tcpdump 對 ESP/AH 數據包的解析按照RFC1825而不是RFC1829(nt: AH, 認證頭, ESP，安全負載封裝, 這兩者會用在IP包的安全傳輸機制中). 如果此選項被設置, tcpdump 將不會打印出'禁止中繼'域(nt: relay prevention field). 另外,由于ESP/AH規范中沒有規定ESP/AH數據包必須擁有協議版本號域,所以tcpdump不能從收到的ESP/AH數據包中推導出協議版本號.

-r file

    從文件file 中讀取包數據. 如果file 字段為 '-' 符號, 則tcpdump 會從標準輸入中讀取包數據.

-S  打印TCP 數據包的順序號時, 使用絕對的順序號, 而不是相對的順序號.(相對順序號可理解為, 相對第一個TCP 包順序號的差距,比如, 接受方收到第一個數據包的絕對順序號為232323, 對于后來接收到的第2個,第3個數據包, tcpdump會打印其序列號為1, 2分別表示與第一個數據包的差距為1 和 2. 而如果此時-S 選項被設置, 對于后來接收到的第2個, 第3個數據包會打印出其絕對順序號:232324, 232325).

-s snaplen

    設置tcpdump的數據包抓取長度為snaplen,如果不設置默認將會是68字節(而支持網絡接口分接頭(nt: NIT, 上文已有描述,可搜索'網絡接口分接頭'關鍵字找到那里)的SunOS系列操作系統中默認的也是最小值是96).68字節對于IP, ICMP(nt: Internet Control Message Protocol,因特網控制報文協議),TCP 以及 UDP 協議的報文已足夠, 但對于名稱服務(nt: 可理解為dns, nis等服務), NFS服務相關的數據包會產生包截短. 如果產生包截短這種情況, tcpdump的相應打印輸出行中會出現''[|proto]''的標志（proto 實際會顯示為被截短的數據包的相關協議層次). 需要注意的是, 采用長的抓取長度(nt: snaplen比較大), 會增加包的處理時間, 并且會減少tcpdump 可緩存的數據包的數量，從而會導致數據包的丟失. 所以, 在能抓取我們想要的包的前提下, 抓取長度越小越好.把snaplen 設置為0 意味著讓tcpdump自動選擇合適的長度來抓取數據包.

-T type

    強制tcpdump按type指定的協議所描述的包結構來分析收到的數據包.  目前已知的type 可取的協議為:

   aodv (Ad-hoc On-demand Distance Vector protocol, 按需距離向量路由協議, 在Ad hoc(點對點模式)網絡中使用),

   cnfp (Cisco  NetFlow  protocol), rpc(Remote Procedure Call), rtp (Real-Time Applications protocol),

   rtcp (Real-Time Applications con-trol protocol), snmp (Simple NetworkManagement Protocol),

   tftp (Trivial File Transfer Protocol, 碎文件協議), vat (VisualAudio Tool, 可用于在internet 上進行電視電話會議的應用層協議), 以及wb (distributed White Board, 可用于網絡會議的應用層協議).

-t    在每行輸出中不打印時間戳，也就是不顯示時間

-tt   不對每行輸出的時間進行格式處理(這種格式一眼可能看不出其含義,不建議使用)

-ttt  tcpdump 輸出時, 每兩行打印之間會延遲一個段時間(以毫秒為單位)

-tttt 在每行打印的時間戳之前添加日期的打印

-u    打印出未加密的NFS 句柄(handle可理解為NFS 中使用的文件句柄, 這將包括文件夾和文件夾中的文件)

-U   使得當tcpdump在使用-w 選項時, 其文件寫入與包的保存同步.(nt: 即, 當每個數據包被保存時, 它將及時被寫入文件中,而不是等文件的輸出緩沖已滿時才真正寫入此文件)

-v   當分析和打印的時候, 產生詳細的輸出. 比如, 包的生存時間, 標識, 總長度以及IP包的一些選項. 這也會打開一些附加的包完整性檢測, 比如對IP或ICMP包頭部的校驗和.

-vv  產生比-v更詳細的輸出. 比如, NFS回應包中的附加域將會被打印, SMB數據包也會被完全解碼.

-vvv 產生比-vv更詳細的輸出. 比如, telent 時所使用的SB, SE 選項將會被打印, 如果telnet同時使用的是圖形界面,其相應的圖形選項將會以16進制的方式打印出來

-w   把包數據直接寫入文件而不進行分析和打印輸出. 這些包數據可在隨后通過-r 選項來重新讀入并進行分析和打印.

-W   filecount

     此選項與-C 選項配合使用, 這將限制可打開的文件數目, 并且當文件數據超過這里設置的限制時, 依次循環替代之前的文件, 這相當于一個擁有filecount 個文件的文件緩沖池. 同時, 該選項會使得每個文件名的開頭會出現足夠多并用來占位的0, 這可以方便這些文件被正確的排序.

-x   當分析和打印時, tcpdump 會打印每個包的頭部數據, 同時會以16進制打印出每個包的數據(但不包括連接層的頭部).總共打印的數據大小不會超過整個數據包的大小與snaplen 中的最小值. 必須要注意的是, 如果高層協議數據沒有snaplen 這么長,并且數據鏈路層(比如, Ethernet層)有填充數據, 則這些填充數據也會被打印.

-xx  tcpdump 會打印每個包的頭部數據, 同時會以16進制打印出每個包的數據, 其中包括數據鏈路層的頭部.

-X   當分析和打印時, tcpdump 會打印每個包的頭部數據, 同時會以16進制和ASCII碼形式打印出每個包的數據(但不包括連接層的頭部).

-XX  當分析和打印時, tcpdump 會打印每個包的頭部數據, 同時會以16進制和ASCII碼形式打印出每個包的數據, 其中包括數據鏈路層的頭部.

-y   datalinktype

     設置tcpdump 只捕獲數據鏈路層協議類型是datalinktype的數據包

-Z   user

     使tcpdump 放棄自己的超級權限(如果以root用戶啟動tcpdump, tcpdump將會有超級用戶權限), 并把當前tcpdump的用戶ID設置為user, 組ID設置為user首要所屬組的ID(tcpdump 此處可理解為tcpdump 運行之后對應的進程)

二、Tcpdump表達式介紹：

表達式是正則表達式，利用它可以用來沒用的過濾數據包，也就是說只有滿足表達式的報文才會被截獲。

表達式的關鍵字類型：

第一種是關于類型的關鍵字，主要是包括host、net、port。比如，host 192.168.1.1，指明192.168.1.1是一臺主機；net 192.168.1.0指明其是一個網段；port 443指明端口號是443(https協議)。如果缺省，表示host。

第二種是確定方向的關鍵字，主要是包括src、dst、src or dst、src and dst。比如，src 192.168.1.1指明截獲的數據包中源地址是192.168.1.1；dst net 192.168.1.0指明目的地址是192.168.1.0網段。如果缺省，表示src or dst。

第三種是關于協議的關鍵字，主要是包括ip、tcp、udp、arp等。

其他關鍵字包括gateway、broadcast、greater、less。

邏輯運算關鍵字包括not/!、and/&&、or/||。

三、實例

1、截獲所有192.168.1.1主機收到或發出的所有數據包：

   tcpdumphost 192.168.1.1

2、截獲主機192.168.1.1接收或發出的telent包：

   tcpdumptcp port 23 host 192.168.1.1

3、截獲通過網關的數據包

   tcpdump–i eth0 gateway xxxxx

4、截獲所有經過eth2，源/目端口是443的數據包

   tcpdump–i eth2 port 443

   tcpdump-i eth2 src port 443

   tcpdump–i eth2 dst port 443

5、將截獲到的數據包保存到指定的文件中

   tcpdump -i eth2 dst 10.13.204.73 and  port 56716 -w 20160831.pcap  //用wireshark分析

  tcpdump-r 20160831.pcap

6、抓取特定目標ip和端口的數據包

     tcpdump–i eth0 dst 10.13.204.73 and port 56716

7、增加抓包的時間戳

       tcpdump -n -ttt -i eth2 –c 5   //指定抓取5個包

四、數據包分析

   關于數據包的分析，建議將抓取到的包保存為.pcap文件，然后在wireshark下分析。至于具體的數據包，這里就不詳述了，可以參考<TCP/IP協議棧卷一>。