Linux tcpdump指令詳解(一）

Linuxtcpdump指令詳解

tcpdump使用詳解及資料包分析

簡介

用簡單的話來定義tcpdump，就是：dump the traffic on a network，根據使用者的定義對網絡上的資料包進行截獲的包分析工具。 tcpdump可以将網絡中傳送的資料包的“頭”完全截獲下來提供分析。它支援針對網絡層、協定、主機、網絡或端口的過濾，并提供and、or、not等邏輯語句來幫助你去掉無用的資訊。

實用指令執行個體

預設啟動

tcpdump

普通情況下，直接啟動tcpdump将監視第一個網絡接口上所有流過的資料包。

監視指定網絡接口的資料包

tcpdump -i eth1

如果不指定網卡，預設tcpdump隻會監視第一個網絡接口，一般是eth0，下面的例子都沒有指定網絡接口。　

監視指定主機的資料包

列印所有進入或離開sundown的資料包.

tcpdump hostsundown

也可以指定ip,例如截獲所有210.27.48.1 的主機收到的和發出的所有的資料包

tcpdump host 210.27.48.1

列印helios 與 hot 或者與 ace 之間通信的資料包

tcpdump hosthelios and hotorace

截獲主機210.27.48.1 和主機210.27.48.2 或210.27.48.3的通信

tcpdump host210.27.48.1 and \ (210.27.48.2 or 210.27.48.3 \)

列印ace與任何其他主機之間通信的IP 資料包, 但不包括與helios之間的資料包.

tcpdump ip hostace and not helios

如果想要擷取主機210.27.48.1除了和主機210.27.48.2之外所有主機通信的ip包，使用指令：

tcpdump ip host210.27.48.1 and ! 210.27.48.2

截獲主機hostname發送的所有資料

tcpdump -i eth0src host hostname

監視所有送到主機hostname的資料包

tcpdump -i eth0dst host hostname

監視指定主機和端口的資料包

如果想要擷取主機210.27.48.1接收或發出的telnet包，使用如下指令

tcpdump tcp port 23 and host 210.27.48.1

對本機的udp 123 端口進行監視 123 為ntp的服務端口

tcpdump udp port123

監視指定網絡的資料包

列印本地主機與Berkeley網絡上的主機之間的所有通信資料包(nt: ucb-ether, 此處可了解為'Berkeley網絡'的網絡位址,此表達式最原始的含義可表達為: 列印網絡位址為ucb-ether的所有資料包)

tcpdump netucb-ether

列印所有通過網關snup的ftp資料包(注意, 表達式被單引号括起來了, 這可以防止shell對其中的括号進行錯誤解析)

tcpdump 'gatewaysnup and (port ftp or ftp-data)'

列印所有源位址或目标位址是本地主機的IP資料包

(如果本地網絡通過網關連到了另一網絡, 則另一網絡并不能算作本地網絡.(nt: 此句翻譯曲折,需補充).localnet 實際使用時要真正替換成本地網絡的名字)

tcpdump ip and notnet localnet

監視指定協定的資料包

列印TCP會話中的的開始和結束資料包, 并且資料包的源或目的不是本地網絡上的主機.(nt: localnet, 實際使用時要真正替換成本地網絡的名字))

tcpdump'tcp[tcpflags] & (tcp-syn|tcp-fin) != 0 and not src and dst net localnet'

列印所有源或目的端口是80, 網絡層協定為IPv4, 并且含有資料,而不是SYN,FIN以及ACK-only等不含資料的資料包.(ipv6的版本的表達式可做練習)

tcpdump 'tcp port80 and (((ip[2:2] - ((ip[0]&0xf)<<2)) -((tcp[12]&0xf0)>>2)) != 0)'

(nt: 可了解為, ip[2:2]表示整個ip資料包的長度, (ip[0]&0xf)<<2)表示ip資料包標頭的長度(ip[0]&0xf代表包中的IHL域, 而此域的機關為32bit, 要換算

成位元組數需要乘以4,　即左移2.　(tcp[12]&0xf0)>>4 表示tcp頭的長度, 此域的機關也是32bit,　換算成比特數為 ((tcp[12]&0xf0) >> 4)　<<　２,　

即 ((tcp[12]&0xf0)>>2).　((ip[2:2] - ((ip[0]&0xf)<<2)) - ((tcp[12]&0xf0)>>2))!= 0　表示: 整個ip資料包的長度減去ip頭的長度,再減去

tcp頭的長度不為0, 這就意味着, ip資料包中确實是有資料.對于ipv6版本隻需考慮ipv6頭中的'Payload Length' 與 'tcp頭的長度'的內插補點, 并且其中表達方式'ip[]'需換成'ip6[]'.)

列印長度超過576位元組, 并且網關位址是snup的IP資料包

tcpdump 'gatewaysnup and ip[2:2] > 576'

列印所有IP層廣播或多點傳播的資料包， 但不是實體以太網層的廣播或多點傳播資料報

tcpdump 'ether[0]& 1 = 0 and ip[16] >= 224'

列印除'echo request'或者'echo reply'類型以外的ICMP資料包( 比如,需要列印所有非ping 程式産生的資料包時可用到此表達式 .

(nt: 'echo reuqest' 與 'echo reply' 這兩種類型的ICMP資料包通常由ping程式産生))

tcpdump'icmp[icmptype] != icmp-echo and icmp[icmptype] != icmp-echoreply'

tcpdump 與wireshark

Wireshark(以前是ethereal)是Windows下非常簡單易用的抓包工具。但在Linux下很難找到一個好用的圖形化抓包工具。

還好有Tcpdump。我們可以用Tcpdump + Wireshark 的完美組合實作：在 Linux 裡抓包，然後在Windows 裡分析包。

tcpdump tcp -ieth1 -t -s 0 -c 100 and dst port ! 22 and src net 192.168.1.0/24 -w./target.cap

(1)tcp: ip icmp arp rarp 和 tcp、udp、icmp這些選項等都要放到第一個參數的位置，用來過濾資料報的類型

(2)-i eth1 : 隻抓經過接口eth1的包

(3)-t : 不顯示時間戳

(4)-s 0 : 抓取資料包時預設抓取長度為68位元組。加上-S 0 後可以抓到完整的資料包

(5)-c 100 : 隻抓取100個資料包

(6)dst port ! 22 : 不抓取目标端口是22的資料包

(7)src net 192.168.1.0/24 : 資料包的源網絡位址為192.168.1.0/24

(8)-w ./target.cap : 儲存成cap檔案，友善用ethereal(即wireshark)分析

使用tcpdump抓取HTTP包

tcpdump  -XvvennSs 0 -i eth0 tcp[20:2]=0x4745 ortcp[20:2]=0x4854

0x4745 為"GET"前兩個字母"GE",0x4854 為"HTTP"前兩個字母"HT"。

tcpdump 對截獲的資料并沒有進行徹底解碼，資料包内的大部分内容是使用十六進制的形式直接列印輸出的。顯然這不利于分析網絡故障，通常的解決辦法是先使用帶-w參數的tcpdump 截獲資料并儲存到檔案中，然後再使用其他程式(如Wireshark)進行解碼分析。當然也應該定義過濾規則，以避免捕獲的資料包填滿整個硬碟。

輸出資訊含義

首先我們注意一下，基本上tcpdump總的的輸出格式為：系統時間 來源主機.端口 > 目标主機.端口 資料包參數

tcpdump 的輸出格式與協定有關.以下簡要描述了大部分常用的格式及相關例子.

鍊路層頭

對于FDDI網絡, '-e' 使tcpdump列印出指定資料包的'frame control' 域, 源和目的位址, 以及包的長度.(frame control域

控制對包中其他域的解析). 一般的包(比如那些IP datagrams)都是帶有'async'(異步标志)的資料包，并且有取值0到7的優先級;

比如 'async4'就代表此包為異步資料包，并且優先級别為4. 通常認為,這些包們會内含一個 LLC包(邏輯鍊路控制包); 這時,如果此包

不是一個ISO datagram或所謂的SNAP包，其LLC頭部将會被列印(nt:應該是指此包内含的 LLC包的標頭).

對于Token Ring網絡(令牌環網絡), '-e' 使tcpdump列印出指定資料包的'frame control'和'access control'域, 以及源和目的位址,

外加包的長度. 與FDDI網絡類似, 此資料包通常内含LLC資料包. 不管 是否有'-e'選項.對于此網絡上的'source-routed'類型資料包(nt:

意譯為:源位址被追蹤的資料包,具體含義未知,需補充), 其包的源路由資訊總會被列印.

對于802.11網絡(WLAN,即wireless local area network), '-e' 使tcpdump列印出指定資料包的'frame control域,

標頭中包含的所有位址, 以及包的長度.與FDDI網絡類似, 此資料包通常内含LLC資料包.

(注意: 以下的描述會假設你熟悉SLIP壓縮算法 (nt:SLIP為Serial Line Internet Protocol.), 這個算法可以在

RFC-1144中找到相關的蛛絲馬迹.)

對于SLIP網絡(nt:SLIP links, 可了解為一個網絡, 即通過串行線路建立的連接配接, 而一個簡單的連接配接也可看成一個網絡),

資料包的'direction indicator'('方向訓示标志')("I"表示入, "O"表示出), 類型以及壓縮資訊将會被列印. 包類型會被首先列印.

類型分為ip, utcp以及ctcp(nt:未知, 需補充). 對于ip包,連接配接資訊将不被列印(nt:SLIP連接配接上,ip包的連接配接資訊可能無用或沒有定義.

reconfirm).對于TCP資料包, 連接配接辨別緊接着類型表示被列印. 如果此包被壓縮, 其被編碼過的頭部将被列印.

此時對于特殊的壓縮包,會如下顯示:

*S+n 或者 *SA+n, 其中n代表包的(順序号或(順序号和應答号))增加或減少的數目(nt | rt:S,SA拗口, 需再譯).

對于非特殊的壓縮包,0個或更多的'改變'将會被列印.'改變'被列印時格式如下:

'标志'+/-/=n 包資料的長度 壓縮的頭部長度.

其中'标志'可以取以下值:

U(代表緊急指針), W(指緩沖視窗), A(應答), S(序列号), I(包ID),而增量表達'=n'表示被賦予新的值, +/-表示增加或減少.

比如, 以下顯示了對一個外發壓縮TCP資料包的列印, 這個資料包隐含一個連接配接辨別(connection identifier); 應答号增加了6,

順序号增加了49, 包ID号增加了6; 包資料長度為3位元組(octect), 壓縮頭部為6位元組.(nt:如此看來這應該不是一個特殊的壓縮資料包).

ARP/RARP 資料包

tcpdump對Arp/rarp包的輸出資訊中會包含請求類型及該請求對應的參數. 顯示格式簡潔明了. 以下是從主機rtsg到主機csam的'rlogin'

(遠端登入)過程開始階段的資料包樣例:

arp who-has csam tell rtsg

arp reply csam is-at CSAM

第一行表示:rtsg發送了一個arp資料包(nt:向全網段發送,arp資料包）以詢問csam的以太網位址

Csam（nt:可從下文看出來, 是Csam）以她自己的以太網位址做了回應(在這個例子中, 以太網位址以大寫的名字辨別, 而internet

位址(即ip位址)以全部的小寫名字辨別).

如果使用tcpdump -n, 可以清晰看到以太網以及ip位址而不是名字辨別:

arp who-has 128.3.254.6 tell 128.3.254.68

arp reply 128.3.254.6 is-at 02:07:01:00:01:c4

如果我們使用tcpdump -e, 則可以清晰的看到第一個資料包是全網廣播的, 而第二個資料包是點對點的:

RTSG Broadcast 0806 64: arp who-has csam tell rtsg

CSAM RTSG 0806 64: arp reply csam is-at CSAM

第一個資料包表明:以arp包的源以太位址是RTSG, 目标位址是全以太網段, type域的值為16進制0806(表示ETHER_ARP(nt:arp包的類型辨別)),

包的總長度為64位元組.

TCP 資料包

(注意:以下将會假定你對 RFC-793所描述的TCP熟悉. 如果不熟, 以下描述以及tcpdump程式可能對你幫助不大.(nt:警告可忽略,

隻需繼續看, 不熟悉的地方可回頭再看.).

通常tcpdump對tcp資料包的顯示格式如下:

src > dst: flags data-seqno ack window urgent options

src 和 dst 是源和目的IP位址以及相應的端口. flags 标志由S(SYN), F(FIN), P(PUSH, R(RST),

W(ECN CWT(nt | rep:未知, 需補充))或者 E(ECN-Echo(nt | rep:未知,　需補充))組成,

單獨一個'.'表示沒有flags辨別. 資料段順序号(Data-seqno)描述了此包中資料所對應序列号空間中的一個位置(nt:整個資料被分段,

每段有一個順序号, 所有的順序号構成一個序列号空間)(可參考以下例子). Ack 描述的是同一個連接配接,同一個方向,下一個本端應該接收的

(對方應該發送的)資料片段的順序号. Window是本端可用的資料接收緩沖區的大小(也是對方發送資料時需根據這個大小來組織資料).

Urg(urgent) 表示資料包中有緊急的資料. options 描述了tcp的一些選項, 這些選項都用尖括号來表示(如 <mss 1024>).

src, dst 和 flags 這三個域總是會被顯示. 其他域的顯示與否依賴于tcp協定頭裡的資訊.

這是一個從trsg到csam的一個rlogin應用登入的開始階段.

rtsg.1023 > csam.login: S 768512:768512(0) win 4096 <mss 1024>

csam.login > rtsg.1023: S 947648:947648(0) ack 768513 win 4096 <mss1024>

rtsg.1023 > csam.login: . ack 1 win 4096

rtsg.1023 > csam.login: P 1:2(1) ack 1 win 4096

csam.login > rtsg.1023: . ack 2 win 4096

rtsg.1023 > csam.login: P 2:21(19) ack 1 win 4096

csam.login > rtsg.1023: P 1:2(1) ack 21 win 4077

csam.login > rtsg.1023: P 2:3(1) ack 21 win 4077 urg 1

csam.login > rtsg.1023: P 3:4(1) ack 21 win 4077 urg 1

第一行表示有一個資料包從rtsg主機的tcp端口1023發送到了csam主機的tcp端口login上(nt:udp協定的端口和tcp協定的端

口是分别的兩個空間, 雖然取值範圍一緻). S表示設定了SYN标志. 包的順序号是768512, 并且沒有包含資料.(表示格式

為:'first:last(nbytes)', 其含義是'此包中資料的順序号從first開始直到last結束，不包括last. 并且總共包含nbytes的

使用者資料'.) 沒有捎帶應答(nt:從下文來看，第二行才是有捎帶應答的資料包), 可用的接受視窗的大小為4096bytes, 并且請求端(rtsg)

的最大可接受的資料段大小是1024位元組(nt:這個資訊作為請求發向應答端csam, 以便雙方進一步的協商).

Csam 向rtsg 回複了基本相同的SYN資料包, 其差別隻是多了一個' piggy-backed ack'(nt:捎帶回的ack應答, 針對rtsg的SYN資料包).

rtsg 同樣針對csam的SYN資料包回複了一ACK資料包作為應答. '.'的含義就是此包中沒有标志被設定. 由于此應答包中不含有資料, 是以

包中也沒有資料段序列号. 提醒! 此ACK資料包的順序号隻是一個小整數1. 有如下解釋:tcpdump對于一個tcp連接配接上的會話, 隻列印會話兩端的

初始資料包的序列号,其後相應資料包隻列印出與初始包序列号的差異.即初始序列号之後的序列号,　可被看作此會話上目前所傳資料片段在整個

要傳輸的資料中的'相對位元組'位置(nt:雙方的第一個位置都是1, 即'相對位元組'的開始編号).　'-Ｓ'将覆寫這個功能,　

使資料包的原始順序号被列印出來.

第六行的含義為:rtsg 向 csam發送了19位元組的資料(位元組的編号為2到20，傳送方向為rtsg到csam). 包中設定了PUSH标志. 在第7行,

csam 喊到， 她已經從rtsg中收到了21以下的位元組, 但不包括21編号的位元組. 這些位元組存放在csam的socket的接收緩沖中, 相應地,

csam的接收緩沖視窗大小會減少19位元組(nt:可以從第5行和第7行win屬性值的變化看出來). csam在第7行這個包中也向rtsg發送了一個

位元組. 在第8行和第9行, csam 繼續向rtsg 分别發送了兩個隻包含一個位元組的資料包, 并且這個資料包帶PUSH标志.

如果所抓到的tcp包(nt:即這裡的snapshot)太小了，以至tcpdump無法完整得到其頭部資料, 這時, tcpdump會盡量解析這個不完整的頭,

并把剩下不能解析的部分顯示為'[|tcp]'. 如果頭部含有虛假的屬性資訊(比如其長度屬性其實比頭部實際長度長或短), tcpdump會為該頭部

顯示'[bad opt]'. 如果頭部的長度告訴我們某些選項(nt | rt:從下文來看， 指tcp包的頭部中針對ip包的一些選項, 回頭再翻)會在此包中,

而真正的IP(資料包的長度又不夠容納這些選項, tcpdump會顯示'[bad hdr length]'.

抓取帶有特殊标志的的TCP包(如SYN-ACK标志, URG-ACK标志等).

在TCP的頭部中, 有8比特(bit)用作控制位區域, 其取值為:

CWR | ECE | URG | ACK | PSH | RST | SYN | FIN

(nt | rt:從表達方式上可推斷:這8個位是用或的方式來組合的, 可回頭再翻)

現假設我們想要監控建立一個TCP連接配接整個過程中所産生的資料包. 可回憶如下:TCP使用3次握手協定來建立一個新的連接配接; 其與此三次握手

連接配接順序對應，并帶有相應TCP控制标志的資料包如下:

1) 連接配接發起方(nt:Caller)發送SYN标志的資料包

2) 接收方(nt:Recipient)用帶有SYN和ACK标志的資料包進行回應

3) 發起方收到接收方回應後再發送帶有ACK标志的資料包進行回應

0 15 31

-----------------------------------------------------------------

| source port | destination port |

| sequence number |

| acknowledgment number |

| HL | rsvd |C|E|U|A|P|R|S|F| window size |

| TCP checksum | urgent pointer |

一個TCP頭部,在不包含選項資料的情況下通常占用20個位元組(nt | rt:options 了解為選項資料，需回譯). 第一行包含0到3編号的位元組,

第二行包含編号4-7的位元組.

如果編号從0開始算, TCP控制标志位于13位元組(nt:第四行左半部分).

0 7| 15| 23| 31

----------------|---------------|---------------|----------------

| | 13th octet | | |

讓我們仔細看看編号13的位元組:

| |

|---------------|

|C|E|U|A|P|R|S|F|

|7 5 3 0|

這裡有我們感興趣的控制标志位. 從右往左這些位被依次編号為0到7, 進而 PSH位在3号, 而URG位在5号.

提醒一下自己, 我們隻是要得到包含SYN标志的資料包. 讓我們看看在一個包的標頭中, 如果SYN位被設定, 到底

在13号位元組發生了什麼:

|0 0 0 0 0 0 1 0|

|7 6 5 4 3 2 1 0|

在控制段的資料中, 隻有比特1(bit number 1)被置位.

假設編号為13的位元組是一個8位的無符号字元型,并且按照網絡位元組号排序(nt:對于一個位元組來說，網絡位元組序等同于主機位元組序), 其二進制值

如下所示:

00000010

并且其10進制值為:

0*2^7 + 0*2^6 + 0*2^5 + 0*2^4 + 0*2^3 + 0*2^2 + 1*2^1 + 0*2^0 = 2(nt: 1 *2^6 表示1乘以2的6次方, 也許這樣更

清楚些, 即把原來表達中的指數7 6 ... 0挪到了下面來表達)

接近目标了, 因為我們已經知道, 如果資料標頭部中的SYN被置位, 那麼頭部中的第13個位元組的值為2(nt: 按照網絡序, 即大頭方式, 最重要的位元組

在前面(在前面,即該位元組實際記憶體位址比較小, 最重要的位元組,指數學表示中數的高位, 如356中的3) ).

表達為tcpdump能了解的關系式就是:

tcp[13] 2

進而我們可以把此關系式當作tcpdump的過濾條件, 目标就是監控隻含有SYN标志的資料包:

tcpdump -i xl0 tcp[13] 2 (nt: xl0 指網絡接口, 如eth0)

這個表達式是說"讓TCP資料包的第13個位元組擁有值2吧", 這也是我們想要的結果.

現在, 假設我們需要抓取帶SYN标志的資料包, 而忽略它是否包含其他标志.(nt:隻要帶SYN就是我們想要的). 讓我們來看看當一個含有

SYN-ACK的資料包(nt:SYN 和 ACK 标志都有), 來到時發生了什麼:

|0 0 0 1 0 0 1 0|

13号位元組的1号和4号位被置位, 其二進制的值為:

00010010

轉換成十進制就是:

0*2^7 + 0*2^6 + 0*2^5 + 1*2^4 + 0*2^3 + 0*2^2 + 1*2^1 + 0*2 = 18(nt: 1 *2^6 表示1乘以2的6次方, 也許這樣更

現在, 卻不能隻用'tcp[13] 18'作為tcpdump的過濾表達式, 因為這将導緻隻選擇含有SYN-ACK标志的資料包, 其他的都被丢棄.

提醒一下自己, 我們的目标是: 隻要包的SYN标志被設定就行, 其他的标志我們不理會.

為了達到我們的目标, 我們需要把13号位元組的二進制值與其他的一個數做AND操作(nt:邏輯與)來得到SYN比特位的值. 目标是:隻要SYN 被設定

就行, 于是我們就把她與上13号位元組的SYN值(nt: 00000010).

00010010 SYN-ACK 00000010 SYN

AND 00000010 (we want SYN) AND 00000010 (we want SYN)

-------- --------

= 00000010 = 00000010

我們可以發現, 不管包的ACK或其他标志是否被設定, 以上的AND操作都會給我們相同的值, 其10進制表達就是2(2進制表達就是00000010).

進而我們知道, 對于帶有SYN标志的資料包, 以下的表達式的結果總是真(true):

( ( value of octet 13 ) AND ( 2 ) ) ( 2 ) (nt: value of octet 13, 即13号位元組的值)

靈感随之而來, 我們于是得到了如下的tcpdump 的過濾表達式

tcpdump -i xl0 'tcp[13] & 2 2'

注意, 單引号或反斜杆(nt: 這裡用的是單引号)不能省略, 這可以防止shell對&的解釋或替換.