tcpdump：網絡數據采集分析工具

一、tcpdump

  1.Tcpdump概述

        tcpdump：dump the traffic on a network，根據使用者的定義對網絡上的數據包進行截獲的包分析工具。

        可以將網絡中傳送的數據包完全截獲下來提供分析。它支持針對網絡層、協議、主機、網絡或端口的過濾，并提供and、or、not等邏輯語句進行信息篩選。

  2.工作原理

        一般情況下網絡硬件和TCP/IP堆棧不支持接收或發送與本計算機無關的數據包，為了接收這些數據包，就必須使用網卡的混雜模式(promisc)，并繞過標準的TCP/IP堆棧才行。在FreeBSD下，這就需要內核支持偽設備bpfilter。當網卡被設置為混雜模式時，系統會在控制臺和日志文件中留下記錄，提醒管理員留意這臺系統是否被用作***同網絡的其他計算機的跳板。

  3.基本上tcpdump的總的輸出格式

系統時間  來源主機.端口 >  目標主機.端口  數據包參數

二、簡單使用方法

  1.基本格式

       tcpdump [ -AdDefIJKlLnNOpqRStuUvxX ] [-B buffer_size ] [ -c count ]

                        [ -C file_size ] [ -G rotate_seconds ] [-F file ]

                        [ -i interface ] [ -j tstamp_type ] [ -mmodule ] [ -M secret ]

                        [ -P in|out|inout ]

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

                        [ -W filecount ]

                        [ -E spi@ipaddr algo:secret,...  ]

                        [ -y datalinktype ] [ -zpostrotate-command ] [ -Z user ]

                        [ expression ]

        說明：不帶任何參數的TcpDump將搜索系統中第一個網絡接口，并顯示它截獲的所有數據，

  2.常用選項：

  3.表達式expression

     表達式一般由關鍵字組合而成，關鍵字分為三類，可搭配使用；多組關鍵字可以使用邏輯條件連接。

   邏輯條件：否定操作 (`!' 或 `not')、與操作(`&&' 或 `and')、 或操作(`||' 或 `or')

  實例：

tcpdumpsrc host 192.168.0.1 and dst net 192.168.0.0/24

tcpdump -nn -I eth0 tcp port 80

tcpdump -nn -I eth0  host172.16.100.6

tcpdump -nn -I eth0  src host172.16.100.6

tcpdump -nn -I eth0 host 172.16.100.6 and 172.16.100.7     # 兩主機間通信

tcpdump -nn -I host 172.16.100.6 and\(172.16.100.7 or 172.16.100.8\)   # 和后面兩主機通信

tcpdump ip host 210.27.48.1 and !210.27.48.2    # 獲取主機210.27.48.1除了和主機210.27.48.2之外所有主機通信的ip包

附錄：tcpdump的簡單選項

-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 (nt: 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-matchingcode, 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(nt: 把名字或數字代替flag),來指定要在其上抓包的網絡接口.

    此選項在不支持接口列表命令的系統上很有用(nt: 比如, Windows 系統,或缺乏 ifconfig -a 的UNIX系統); 接口的數字編號在windows 2000 或其后的系統中很有用, 因為這些系統上的接口名字比較復雜,而不易使用.

    如果tcpdump編譯時所依賴的libpcap庫太老,-D 選項不會被支持,因為其中缺乏 pcap_findalldevs()函數.

-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@ipaddr algo: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 .工作原理, 另需補充).

    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(nt: foreign IPv4 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(nt: 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(nt: 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  |  tee dat'' 或者 ``tcpdump  -l  > dat  &  tail -f  dat''.(nt: 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(nt:SMI，Structure of Management Information, 管理信息結構MIB, Management InformationBase, 管理信息庫. 可理解為, 這兩者用于SNMP(Simple Network Management Protoco)協議數據包的抓取. 具體SNMP的工作原理未知, 另需補充).

    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(TCP segments)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, 如果設置了此選現, 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. 但必須注意 ,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.(nt: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 Vectorprotocol, 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-TimeApplications protocol),

    rtcp (Real-Time Applications con-trolprotocol), snmp (Simple Network Management Protocol),

    tftp (Trivial File Transfer Protocol,碎文件協議), vat (Visual Audio 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 WhiteBoard, 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

-tt    不對每行輸出的時間進行格式處理(nt: 這種格式一眼可能看不出其含義,如時間戳打印成1261798315)

-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(nt: 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)

      -U 標志在老版本的libcap庫(nt: tcpdump所依賴的報文捕獲庫)上不起作用, 因為其中缺乏pcap_cump_flush()函數.

-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(nt: telnet的SB,SE選項含義未知, 另需補充).

-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.(nt: so forlink  layers  that pad, 未能銜接理解和翻譯, 需補充 )

-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).這對于分析一些新協議的數據包很方便.

-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.這對于分析一些新協議的數據包很方便.

-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(nt: tcpdump此處可理解為tcpdump 運行之后對應的進程)