網絡資料采集分析工具TcpDump的簡介
顧名思義，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。tcpdump就是一種免費的網絡分析工具，尤其其提供了源代碼，公開了接口，是以具備很強的可擴充性，對于網絡維護和入侵者都是非常有用的工具。tcpdump存在于基本的FreeBSD系統中，由于它需要将網絡界面設定為混雜模式，普通使用者不能正常執行，但具備root權限的使用者可以直接執行它來擷取網絡上的資訊。是以系統中存在網絡分析工具主要不是對本機安全的威脅，而是對網絡上的其他計算機的安全存在威脅。
我們用盡量簡單的話來定義tcpdump，就是：dump the traffice 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。作為網際網路上經典的的系統管理者必備工具，tcpdump以其強大的功能，靈活的截取政策，成為每個進階的系統管理者分析網絡，排查問題等所必備的東西之一。tcpdump提供了源代碼，公開了接口，是以具備很強的可擴充性，對于網絡維護和入侵者都是非常有用的工具。tcpdump存在于基本的FreeBSD系統中，由于它需要将網絡界面設定為混雜模式，普通使用者不能正常執行，但具備root權限的使用者可以直接執行它來擷取網絡上的資訊。是以系統中存在網絡分析工具主要不是對本機安全的威脅，而是對網絡上的其他計算機的安全存在威脅。
網絡資料采集分析工具TcpDump的安裝
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在linux下tcpdump的安裝十分簡單，一般由兩種安裝方式。一種是以rpm包的形式來進行安裝。另外一種是以源程式的形式安裝。
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rpm包的形式安裝：這種形式的安裝是最簡單的安裝方法，rpm包是将軟體編譯後打包成二進制的格式，通過rpm指令可以直接安裝，不需要修改任何東西。以超級使用者登入，使用指令如下：
#rpm -ivh tcpdump-3_4a5.rpm
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這樣tcpdump就順利地安裝到你的linux系統中。怎麼樣，很簡單吧。
源程式的安裝：既然rpm包的安裝很簡單,為什麼還要采用比較複雜的源程式安裝呢?其實，linux一個最大的誘人之處就是在她上面有很多軟體是提供源程式的，人們可以修改源程式來滿足自己的特殊的需要。是以我特别建議朋友們都采取這種源程式的安裝方法。
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第一步 取得源程式 在源程式的安裝方式中，我們首先要取得tcpdump的源程式分發包，這種分發包有兩種形式，一種是tar壓縮包(tcpdump-3_4a5.tar.Z),另一種是rpm的分發包(tcpdump-3_4a5.src.rpm)。這兩種形式的内容都是一樣的，不同的僅僅是壓縮的方式.tar的壓縮包可以使用如下指令解開：
#tar xvfz tcpdump-3_4a5.tar.Z
rpm的包可以使用如下指令安裝:
#rpm -ivh tcpdump-3_4a5.src.rpm
這樣就把tcpdump的源代碼解壓到/usr/src/redhat/SOURCES目錄下.
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第二步 做好編譯源程式前的準備活動
在編譯源程式之前，最好已經确定庫檔案libpcap已經安裝完畢，這個庫檔案是tcpdump軟體所需的庫檔案。同樣，你同時還要有一個标準的c語言編譯器。在linux下标準的c 語言編譯器一般是gcc。 在tcpdump的源程式目錄中。有一個檔案是Makefile.in，configure指令就是從Makefile.in檔案中自動産生Makefile檔案。在Makefile.in檔案中，可以根據系統的配置來修改BINDEST 和 MANDEST 這兩個宏定義，預設值是
BINDEST = @sbindir@
MANDEST = @mandir@
第一個宏值表明安裝tcpdump的二進制檔案的路徑名，第二個表明tcpdump的man 幫助頁的路徑名,你可以修改它們來滿足系統的需求。
-
第三步 編譯源程式
使用源程式目錄中的configure腳本，它從系統中讀出各種所需的屬性。并且根據Makefile.in檔案自動生成Makefile檔案，以便編譯使用.make 指令則根據Makefile檔案中的規則編譯tcpdump的源程式。使用make install指令安裝編譯好的tcpdump的二進制檔案。
總結一下就是:
# tar xvfz tcpdump-3_4a5.tar.Z
# vi Makefile.in
# . /configure
# make
# make install
3 網絡資料采集分析工具TcpDump的使用
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普通情況下，直接啟動tcpdump将監視第一個網絡界面上所有流過的資料包。
# tcpdump
tcpdump: listening on fxp0
11:58:47.873028 202.102.245.40.netbios-ns > 202.102.245.127.netbios-ns: udp 50
11:58:47.974331 0:10:7b:8:3a:56 > 1:80:c2:0:0:0 802.1d ui/C len=43
0000 0000 0080 0000 1007 cf08 0900 0000
0e80 0000 902b 4695 0980 8701 0014 0002
000f 0000 902b 4695 0008 00
11:58:48.373134 0:0:e8:5b:6d:85 > Broadcast sap e0 ui/C len=97
ffff 0060 0004 ffff ffff ffff ffff ffff
0452 ffff ffff 0000 e85b 6d85 4008 0002
0640 4d41 5354 4552 5f57 4542 0000 0000
0000 00
^C
tcpdump支援相當多的不同參數，如使用-i參數指定tcpdump監聽的網絡界面，這在計算機具有多個網絡界面時非常有用，使用-c參數指定要監聽的資料包數量，使用-w參數指定将監聽到的資料包寫入檔案中儲存，等等。
然而更複雜的tcpdump參數是用于過濾目的，這是因為網絡中流量很大，如果不加分辨将所有的資料包都截留下來，資料量太大，反而不容易發現需要的資料包。使用這些參數定義的過濾規則可以截留特定的資料包，以縮小目标，才能更好的分析網絡中存在的問題。tcpdump使用參數指定要監視資料包的類型、位址、端口等，根據具體的網絡問題，充分利用這些過濾規則就能達到迅速定位故障的目的。請使用man tcpdump檢視這些過濾規則的具體用法。
顯然為了安全起見，不用作網絡管理用途的計算機上不應該運作這一類的網絡分析軟體，為了屏蔽它們，可以屏蔽核心中的bpfilter僞裝置。一般情況下網
絡硬體和TCP/IP堆棧不支援接收或發送與本計算機無關的資料包，為了接收這些資料包，就必須使用網卡的混雜模式，并繞過标準的TCP/IP堆棧才行。
在FreeBSD下，這就需要核心支援僞裝置bpfilter。是以，在核心中取消bpfilter支援，就能屏蔽tcpdump之類的網絡分析工具。
并且當網卡被設定為混雜模式時，系統會在控制台和日志檔案中留下記錄，提醒管理者留意這台系統是否被用作攻擊同網絡的其他計算機的跳闆。
May 15 16:27:20 host1 /kernel: fxp0: promiscuous mode enabled
雖然網絡分析工具能将網絡中傳送的資料記錄下來，但是網絡中的資料流量相當大，如何對這些資料進行分析、分類統計、發現并報告錯誤卻是更關鍵的問題。網絡
中的資料包屬于不同的協定，而不同協定資料包的格式也不同。是以對捕獲的資料進行解碼，将包中的資訊盡可能的展示出來，對于協定分析工具來講更為重要。昂
貴的商業分析工具的優勢就在于它們能支援很多種類的應用層協定，而不僅僅隻支援tcp、udp等低層協定。
從上面tcpdump的輸出可以看出，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。FreeBSD提供的一個有效的解碼程式為tcpshow，它可以通過Packages Collection來安裝。
# pkg_add /cdrom/packages/security/tcpshow*
# tcpdump -c 3 -w tcpdump.out
tcpdump: listening on fxp0
# tcpshow < tcpdump.out
---------------------------------------------------------------------------
Packet 1
TIME:12:00:59.984829
LINK:00:10:7B:08:3A:56 -> 01:80:C2:00:00:00 type=0026
<*** No decode support for encapsulated protocol ***>
---------------------------------------------------------------------------
Packet 2
TIME:12:01:01.074513 (1.089684)
LINK:00:A0:C9:AB:3C:DF -> FF:FF:FF:FF:FF:FF type=ARP
ARP:htype=Ethernet ptype=IP hlen=6 plen=4 op=request
sender-MAC-addr=00:A0:C9:AB:3C:DF sender-IP-address=202.102.245.3
target-MAC-addr=00:00:00:00:00:00 target-IP-address=202.102.245.3
---------------------------------------------------------------------------
Packet 3
TIME:12:01:01.985023 (0.910510)
LINK:00:10:7B:08:3A:56 -> 01:80:C2:00:00:00 type=0026
<*** No decode support for encapsulated protocol ***>
tcpshow能以不同方式對資料包進行解碼，并以不同的方式顯示解碼資料，使用者可以根據其手冊來選擇最合适的參數對截獲的資料包進行分析。從上面的例子中可以看出，tcpshow支援的協定也并不豐富，對于它不支援的協定就無法進行解碼。
除了tcpdump之
外，FreeBSD的Packages
Collecion中還提供了Ethereal和Sniffit兩個網絡分析工具，以及其他一些基于網絡分析方式的安全工具。其中Ethereal運作在
X Window 下，具有不錯的圖形界面，Sniffit使用字元視窗形式，同樣也易于操作。然而由于tcpdump對
過濾規則的支援能力更強大，是以系統管理者仍然更喜歡使用它。對于有經驗的網絡管理者，使用這些網絡分析工具不但能用來了解網絡到底是如何運作的，故障出
現在何處，還能進行有效的統計工作，如那種協定産生的通信量占主要地位，那個主機最繁忙，網絡瓶頸位于何處等等問題。是以網絡分析工具是用于網絡管理的寶
貴系統工具。為了防止資料被濫用的網絡分析工具截獲，關鍵還是要在網絡的實體結構上解決。常用的方法是使用交換機或網橋将信任網絡和不信任網絡分隔開，可
以防止外部網段竊聽内部資料傳輸，但仍然不能解決内部網絡與外部網絡互相通信時的資料安全問題。如果沒有足夠的經費将網絡上的共享集線器更新為以太網交換
機，可以使用FreeBSD系統執行網橋任務。這需要使用option BRIDGE編譯選項重新定制核心，此後使用bridge指令啟動網橋功能。
tcpdump采用指令行方式，它的指令格式為：
tcpdump [ -adeflnNOpqStvx ] [ -c 數量 ] [ -F 檔案名 ]
[ -i 網絡接口 ] [ -r 檔案名] [ -s snaplen ]
[ -T 類型 ] [ -w 檔案名 ] [表達式 ]
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(1). tcpdump的選項介紹
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-a 将網絡位址和廣播位址轉變成名字；
-d 将比對資訊包的代碼以人們能夠了解的彙編格式給出；
-dd 将比對資訊包的代碼以c語言程式段的格式給出；
-ddd 将比對資訊包的代碼以十進制的形式給出；
-e 在輸出行列印出資料鍊路層的頭部資訊；
-f 将外部的Internet位址以數字的形式列印出來；
-l 使标準輸出變為緩沖行形式；
-n 不把網絡位址轉換成名字；
-t 在輸出的每一行不列印時間戳；
-v 輸出一個稍微詳細的資訊，例如在ip包中可以包括ttl和服務類型的資訊；
-vv 輸出詳細的封包資訊；
-c 在收到指定的包的數目後，tcpdump就會停止；
-F 從指定的檔案中讀取表達式,忽略其它的表達式；
-i 指定監聽的網絡接口；
-r 從指定的檔案中讀取包(這些包一般通過-w選項産生)；
-w 直接将包寫入檔案中，并不分析和列印出來；
-T 将監聽到的包直接解釋為指定的類型的封包，常見的類型有rpc （遠端過程調用）和snmp（簡單網絡管理協定；）
(2). tcpdump的表達式介紹
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表達式是一個正規表達式，tcpdump利用它作為過濾封包的條件，如果一個封包滿足表達式的條件，則這個封包将會被捕獲。如果沒有給出任何條件，則網絡上所有的資訊包将會被截獲。在表達式中一般如下幾種類型的關鍵字。
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第一種是關于類型的關鍵字，主要包括host，net，port, 例如 host 210.27.48.2，指明
210.27.48.2是一台主機，net 202.0.0.0 指明 202.0.0.0是一個網絡位址，port 23
指明端口号是23。如果沒有指定類型，預設的類型是host.
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第二種是确定傳輸方向的關鍵字，主要包括src , dst ,dst or src, dst and src
,這些關鍵字指明了傳輸的方向。舉例說明，src 210.27.48.2 ,指明ip包中源位址是210.27.48.2 , dst net
202.0.0.0 指明目的網絡位址是202.0.0.0 。如果沒有指明方向關鍵字，則預設是src or dst關鍵字。
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第三種是協定的關鍵字，主要包括fddi,ip,arp,rarp,tcp,udp等類型。Fddi指明是在FDDI(分布式光纖資料接口網絡)上的特定
的網絡協定，實際上它是"ether"的别名，fddi和ether具有類似的源位址和目的位址，是以可以将fddi協定包當作ether的包進行處理和
分析。其他的幾個關鍵字就是指明了監聽的包的協定内容。如果沒有指定任何協定，則tcpdump将會監聽所有協定的資訊包。
除了這三種類型的關鍵字之外，其他重要的關鍵字如下：gateway,
broadcast,less,greater,還有三種邏輯運算，取非運算是 \'not \' \'! \',
與運算是\'and\',\'&&\';或運算 是\'or\'
,\'││\'；這些關鍵字可以組合起來構成強大的組合條件來滿足人們的需要，下面舉幾個例子來說明。
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A 想要截獲所有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
B 想要截獲主機210.27.48.1 和主機210.27.48.2 或210.27.48.3的通信，使用指令：（在指令行中适用 括号時，一定要
#tcpdump host 210.27.48.1 and \ (210.27.48.2 or 210.27.48.3 \)
C 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 host 210.27.48.1 and ! 210.27.48.2
D 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 host 210.27.48.1
(3). tcpdump的輸出結果介紹
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下面我們介紹幾種典型的tcpdump指令的輸出資訊
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A,資料鍊路層頭資訊
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使用指令
#tcpdump --e host ice
ice 是一台裝有linux的主機，她的MAC位址是0：90：27：58：AF：1A
H219是一台裝有SOLARIC的SUN工作站，它的MAC位址是8：0：20：79：5B：46；上一條指令的輸出結果如下所示：
21:50:12.847509 eth0 < 8:0:20:79:5b:46 0:90:27:58:af:1a ip 60: h219.33357 > ice.telne
t 0:0(0) ack 22535 win 8760 (DF)
分析：21：50：12是顯示的時間， 847509是ID号，eth0 <表示從網絡接口eth0 接受該資料包，eth0
>表示從網絡接口裝置發送資料包, 8:0:20:79:5b:46是主機H219的MAC位址,它表明是從源位址H219發來的資料包.
0:90:27:58:af:1a是主機ICE的MAC位址,表示該資料包的目的位址是ICE . ip 是表明該資料包是IP資料包,60
是資料包的長度, h219.33357 > ice.telnet
表明該資料包是從主機H219的33357端口發往主機ICE的TELNET(23)端口. ack 22535
表明對序列号是222535的包進行響應. win 8760表明發送視窗的大小是8760.
B,ARP包的TCPDUMP輸出資訊
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使用指令
#tcpdump arp
得到的輸出結果是：
22:32:42.802509 eth0 > arp who-has route tell ice (0:90:27:58:af:1a)
22:32:42.802902 eth0 < arp reply route is-at 0:90:27:12:10:66 (0:90:27:58:af:1a)
分
析: 22:32:42是時間戳, 802509是ID号, eth0 >表明從主機發出該資料包, arp表明是ARP請求包,
who-has route tell ice表明是主機ICE請求主機ROUTE的MAC位址。
0:90:27:58:af:1a是主機ICE的MAC位址。
C,TCP包的輸出資訊
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用TCPDUMP捕獲的TCP包的一般輸出資訊是：
src > dst: flags data-seqno ack window urgent options
src
> dst:表明從源位址到目的位址, flags是TCP包中的标志資訊,S 是SYN标志, F (FIN), P (PUSH) , R
(RST) "." (沒有标記); data-seqno是資料包中的資料的順序号, ack是下次期望的順序号,
window是接收緩存的視窗大小, urgent表明資料包中是否有緊急指針. Options是選項.
D,UDP包的輸出資訊
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用TCPDUMP捕獲的UDP包的一般輸出資訊是：
route.port1 > ice.port2: udp lenth
UDP十分簡單，上面的輸出行表明從主機ROUTE的port1端口發出的一個UDP資料包到主機ICE的port2端口，類型是UDP， 包的長度是lenth
