網絡數據采集分析工具TCPDUMP簡介

在如今眾多的黑客技術中，嗅探器(sniffer)是最常見，也是最重要的技術之一。用過 windows 平台上的sniffer工具(例如，netxray和sniffer pro軟件)的朋友可能都知道，在共享式的局域網中，采用sniffer工具簡直可以對網絡 中的所有流量一覽無余！Sniffer工具實
　　在如今眾多的黑客技術中，嗅探器(sniffer)是最常見，也是最重要的技術之一。用過windows平台上的sniffer工具(例如，netxray和sniffer pro軟件)的朋友可能都知道，在共享式的局域網中，采用sniffer工具簡直可以對網絡中的所有流量一覽無余！Sniffer工具實際上就是一個網絡上的抓包工具，同時還可以對抓到的包進行分析。由於在共享式的網絡中，信息包是會廣播到網絡中所有主機的網絡接口，只不過在沒有使用sniffer工具之前，主機的網絡設備會判斷該信息包是否應該接收，這樣它就會拋棄不應該接收的信息包，sniffer工具卻使主機的網絡設備接收所有到達的信息包，這樣就達到了網絡監聽的效果。其實，sniffer工具既可以適合於黑客的使用，也同樣有利於網絡管理員和網絡程序員。對於網絡管理人員來說，使用嗅探器可以隨時掌握網絡的實際情況，在網絡性能急劇下降的時候，可以通過sniffer工具來分析原因，找出造成網絡阻塞的來源。對於網絡程序員來說,通過sniffer工具來調試程序。
　　
　　Linux作為網絡服務器，特別是作為路由器和網關時，數據的采集和分析是必不可少的。所以，今天我們就來看看Linux中強大的網絡數據采集分析工具——TcpDump。
　　
　　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數據包進行截獲的包分析工具。
　　
　　作為互聯網上經典的的系統管理員必備工具，tcpdump以其強大的功能，靈活的截取策略，成為每個高級的系統管理員分析網絡，排查問題等所必備的東東之一。
　　
　　顧名思義，TcpDump可以將網絡中傳送的數據包的“頭”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，並提供and、or、not等邏輯語句來幫助你去掉無用的信息。
　　
　　tcpdump提供了源代碼，公開了接口，因此具備很強的可擴展性，對於網絡維護和入侵者都是非常有用的工具。tcpdump存在於基本的FreeBSD系統中，由於它需要將網絡界面設置為混雜模式，普通用戶不能正常執行，但具備root權限的用戶可以直接執行它來獲取網絡上的信息。因此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。
　　
　　普通情況下，直接啟動tcpdump將監視第一個網絡界面上所有流過的數據包。
　　－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
　　bash-2.02# tcpdump
　　tcpdump: listening on eth0
　　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
　　－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
　　
　　首先我們注意一下，從上面的輸出結果上可以看出來，基本上tcpdump總的的輸出格式為：系統時間 來源主機.端口 > 目標主機.端口 數據包參數
　　
　　TcpDump的參數化支持
　　tcpdump支持相當多的不同參數，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參數指定要監聽的數據包數量，使用-w參數指定將監聽到的數據包寫入文件中保存，等等。
　　
　　然而更復雜的tcpdump參數是用於過濾目的，這是因為網絡中流量很大，如果不加分辨將所有的數據包都截留下來，數據量太大，反而不容易發現需要的數據包。使用這些參數定義的過濾規則可以截留特定的數據包，以縮小目標，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數據包的類型、地址、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查看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行這一類的網絡分析軟件，為了屏蔽它們，可以屏蔽內核中的bpfilter偽設備。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，並繞過標准的TCP/IP堆棧才行。在FreeBSD下，這就需要內核支持偽設備bpfilter。因此，在內核中取消bpfilter支持，就能屏蔽tcpdump之類的網絡分析工具。
　　
　　並且當網卡被設置為混雜模式時，系統會在控制台和日志文件中留下記錄，提醒管理員留意這台系統是否被用作攻擊同網絡的其他計算機的跳板。
　　
　　May 15 16:27:20 host1 /kernel: fxp0: promiscuous mode enabled
　　
　　雖然網絡分析工具能將網絡中傳送的數據記錄下來，但是網絡中的數據流量相當大，如何對這些數據進行分析、分類統計、發現並報告錯誤卻是更關鍵的問題。網絡中的數據包屬於不同的協議，而不同協議數據包的格式也不同。因此對捕獲的數據進行解碼，將包中的信息盡可能的展示出來，對於協議分析工具來講更為重要。昂貴的商業分析工具的優勢就在於它們能支持很多種類的應用層協議，而不僅僅只支持tcp、udp等低層協議。
　　
　　從上面tcpdump的輸出可以看出，tcpdump對截獲的數據並沒有進行徹底解碼，數據包內的大部分內容是使用十六進制的形式直接打印輸出的。顯然這不利於分析網絡故障，通常的解決辦法是先使用帶-w參數的tcpdump 截獲數據並保存到文件中，然後再使用其他程序進行解碼分析。當然也應該定義過濾規則，以避免捕獲的數據包填滿整個硬盤。
　　
　　TCP功能
　　數據過濾
　　不帶任何參數的TcpDump將搜索系統中所有的網絡接口，並顯示它截獲的所有數據，這些數據對我們不一定全都需要，而且數據太多不利於分析。所以，我們應當先想好需要哪些數據，TcpDump提供以下參數供我們選擇數據：
　　
　　-b 在數據-鏈路層上選擇協議，包括ip、arp、rarp、ipx都是這一層的。
　　
　　例如：tcpdump -b arp 將只顯示網絡中的arp即地址轉換協議信息。
　　
　　-i 選擇過濾的網絡接口，如果是作為路由器至少有兩個網絡接口，通過這個選項，就可以只過濾指定的接口上通過的數據。例如：
　　
　　tcpdump -i eth0 只顯示通過eth0接口上的所有報頭。
　　
　　src、dst、port、host、net、ether、gateway這幾個選項又分別包含src、dst 、port、host、net、ehost等附加選項。他們用來分辨數據包的來源和去向，src host 192.168.0.1指定源主機IP地址是192.168.0.1，dst net 192.168.0.0/24指定目標是網絡192.168.0.0。以此類推，host是與其指定主機相關無論它是源還是目的，net是與其指定網絡相關的，ether後面跟的不是IP地址而是物理地址，而gateway則用於網關主機。可能有點復雜，看下面例子就知道了：
　　
　　tcpdump src host 192.168.0.1 and dst net 192.168.0.0/24
　　
　　過濾的是源主機為192.168.0.1與目的網絡為192.168.0.0的報頭。
　　
　　tcpdump ether src 00:50:04:BA:9B and dst……
　　
　　過濾源主機物理地址為XXX的報頭（為什麼ether src後面沒有host或者net？物理地址當然不可能有網絡喽）。
　　
　　Tcpdump src host 192.168.0.1 and dst port not telnet
　　
　　過濾源主機192.168.0.1和目的端口不是telnet的報頭。
　　
　　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，用來過濾數據報的類型。
　　例如：
　　
　　tcpdump ip src……
　　
　　只過濾數據-鏈路層上的IP報頭。
　　
　　tcpdump udp and src host 192.168.0.1
　　
　　只過濾源主機192.168.0.1的所有udp報頭。
　　
　　數據顯示/輸入輸出
　　
　　TcpDump提供了足夠的參數來讓我們選擇如何處理得到的數據，如下所示：
　　
　　-l 可以將數據重定向。
　　
　　如tcpdump -l ＞tcpcap.txt將得到的數據存入tcpcap.txt文件中。
　　
　　-n 不進行IP地址到主機名的轉換。
　　
　　如果不使用這一項，當系統中存在某一主機的主機名時，TcpDump會把IP地址轉換為主機名顯示，就像這樣：eth0 ＜ ntc9.1165＞ router.domain.net.telnet，使用-n後變成了：eth0 ＜ 192.168.0.9.1165 ＞ 192.168.0.1.telnet。
　　
　　-nn 不進行端口名稱的轉換。
　　
　　上面這條信息使用-nn後就變成了：eth0 ＜ ntc9.1165 ＞ router.domain.net.23。
　　
　　-N 不打印出默認的域名。
　　
　　還是這條信息-N 後就是：eth0 ＜ ntc9.1165 ＞ router.telnet。
　　
　　-O 不進行匹配代碼的優化。
　　-t 不打印UNIX時間戳，也就是不顯示時間。
　　-tt 打印原始的、未格式化過的時間。
　　-v 詳細的輸出，也就比普通的多了個TTL和服務類型。
　　
　　TCPDUMP的安裝
　　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。另外一種是以源程序的形式安裝。
　　1． rpm包的形式安裝
　　#rpm -ivh tcpdump-3_4a5.rpm
　　這樣tcpdump就順利地安裝到你的linux系統中。怎麼樣，很簡單吧。
　　2． 源程序的安裝
　　#tar xvfz tcpdump-3_4a5.tar.Z
　　rpm的包可以使用如下命令安裝:
　　#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.
　　
　　第二步 做好編譯源程序前的准備活動
　　
　　在編譯源程序之前，最好已經確定庫文件libpcap已經安裝完畢，這個庫文件是tcpdump軟件所需的庫文件 。同樣，你同時還要有一個標准的c語言編譯器。在linux下標准的c 語言編譯器一般是gclearcase/" target="_blank" >cc。 在tcpdump的源程序目錄中。有一個文件是Makefile.in，configure命令就是從Makefile.in文件中自動產生Makefile文件。在Makefile.in文件中，可以根據系統的配置來修改BINDEST 和 MANDEST 這兩個宏定義，缺省值是
　　BINDEST = @sbindir@
　　MANDEST = @mandir@
　　　
　　第一個宏值表明安裝tcpdump的二進制文件的路徑名，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 編譯源程序
　　　
　　使用源程序目錄中的configure腳本，它從系統中讀出各種所需的屬性。並且根據Makefile.in文件自動生成Makefile文件，以便編譯使用.make 命令則根據Makefile文件中的規則編譯tcpdump的源程序。使用make install命令安裝編譯好的tcpdump的二進制文件。
　　　
　　總結一下就是:
　　　
　　　　 　　# tar xvfz tcpdump-3_4a5.tar.Z
　　　　　 　　# vi Makefile.in
　　　　　 　　# . /configure
　　　　　 　　# make
　　　　　 　　# make install