tcpdump 使用技巧

作者 bluse wang 日期 2020-02-05
net
tcpdump 使用技巧

一般情况下,非HTTP协议的网络分析,在服务器端用tcpdump比较多,在客户端用wireshark比较多,两个抓包软件的语法是一样的。

一、基本语法

1.1、过滤主机

  • 抓取所有经过eth1,目的或源地址是192.168.1.1的网络数据
1
tcpdump -i eth1 host 192.168.1.1
  • 指定源地址
1
tcpdump -i eth1 src host 192.168.1.1
  • 指定目的地址
1
tcpdump -i eth1 dst host 192.168.1.1

1.2、过滤端口

  • 抓取所有经过eth1,目的或源端口是25的网络数据
1
tcpdump -i eth1 port 25
  • 指定源端口
1
tcpdump -i eth1 src port 25
  • 指定目的端口
1
tcpdump -i eth1 dst port 25

1.3、网络过滤

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tcpdump -i eth1 net 192.168
tcpdump -i eth1 src net 192.168
tcpdump -i eth1 dst net 192.168

1.4、协议过滤

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tcpdump -i eth1 arp
tcpdump -i eth1 ip
tcpdump -i eth1 tcp
tcpdump -i eth1 udp
tcpdump -i eth1 icmp

1.5、常用表达式

非 : ! or "not" (去掉双引号)  
且 : && or "and"  
或 : || or "or"  
  • 抓取所有经过eth1,目的地址是192.168.1.254或192.168.1.200端口是80的TCP数据
1
tcpdump -i eth1 '((tcp) and (port 80) and ((dst host 192.168.1.254) or (dst host 192.168.1.200)))'
  • 抓取所有经过eth1,目标MAC地址是00:01:02:03:04:05的ICMP数据
1
tcpdump -i eth1 '((icmp) and ((ether dst host 00:01:02:03:04:05)))'
  • 抓取所有经过eth1,目的网络是192.168,但目的主机不是192.168.1.200的TCP数据
1
tcpdump -i eth1 '((tcp) and ((dst net 192.168) and (not dst host 192.168.1.200)))'

二、高级包头过滤

首先了解如何从包头过滤信息

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proto[x:y]          : 过滤从x字节开始的y字节数。比如ip[2:2]过滤出3、4字节(第一字节从0开始排)
proto[x:y] & z = 0 : proto[x:y]和z的与操作为0
proto[x:y] & z !=0 : proto[x:y]和z的与操作不为0
proto[x:y] & z = z : proto[x:y]和z的与操作为z
proto[x:y] = z : proto[x:y]等于z

操作符 : >, <, >=, <=, =, !=

2.1、IP头

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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|Version| IHL |Type of Service| Total Length |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Identification |Flags| Fragment Offset |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Time to Live | Protocol | Header Checksum |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Source Address |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Destination Address |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Options | Padding | <-- optional
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| DATA ... |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

本文只针对IPv4。

2.2、Flags

TCP Flag tcpdump Flag 含义
SYN S Syn数据包,会话建立请求。
ACK A Ack数据包,确认发送端的数据。
FIN F 结束标记,终止指示。
RESET R 重置,指示立即终止连接。
PUSH P 推送,立即将缓存中的数据发完。
URGENT U 紧急,优先于其他数据。
NONE . 占位符,通常用于ACK。

2.3、IP选项设置了吗?

“一般”的IP头是20字节,但IP头有选项设置,不能直接从偏移21字节处读取数据。IP头有个长度字段可以知道头长度是否大于20字节。

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+-+-+-+-+-+-+-+-+
|Version| IHL |
+-+-+-+-+-+-+-+-+

通常第一个字节的二进制值是:01000101,分成两个部分:

0100 = 4 表示IP版本
0101 = 5 表示IP头32 bit的块数,5 x 32 bits = 160 bits or 20 bytes

如果第一字节第二部分的值大于5,那么表示头有IP选项。

下面介绍两种过滤方法(第一种方法比较操蛋,可忽略):

a. 比较第一字节的值是否大于01000101,这可以判断IPv4带IP选项的数据和IPv6的数据。

01000101十进制等于69,计算方法如下(小提示:用计算器更方便)

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0 : 0  \
1 : 2^6 = 64 \ 第一部分 (IP版本)
0 : 0 /
0 : 0 /
-
0 : 0 \
1 : 2^2 = 4 \ 第二部分 (头长度)
0 : 0 /
1 : 2^0 = 1 /

64 + 4 + 1 = 69

如果设置了IP选项,那么第一自己是01000110(十进制70),过滤规则:

1
tcpdump -i eth1 'ip[0] > 69'

IPv6的数据也会匹配,看看第二种方法。

b. 位操作

0100 0101 : 第一字节的二进制
0000 1111 : 与操作
<=========
0000 0101 : 结果

正确的过滤方法

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tcpdump -i eth1 'ip[0] & 15 > 5'

或者

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tcpdump -i eth1 'ip[0] & 0x0f > 5'

2.4、分片标记

当发送端的MTU大于到目的路径链路上的MTU时就会被分片,这段话有点拗口,权威的请参考《TCP/IP详解》。唉,32借我的书没还,只能凑合写,大家记得看书啊。

分片信息在IP头的第七和第八字节:

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+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|Flags| Fragment Offset |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

Bit 0: 保留,必须是0
Bit 1: (DF) 0 = 可能分片, 1 = 不分片
Bit 2: (MF) 0 = 最后的分片, 1 = 还有分片

Fragment Offset字段只有在分片的时候才使用。

要抓带DF位标记的不分片的包,第七字节的值应该是:

01000000 = 64

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tcpdump -i eth1 'ip[6] = 64'

2.5、抓分片包

  • 匹配MF,分片包
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tcpdump -i eth1 'ip[6] = 32'

最后分片包的开始3位是0,但是有Fragment Offset字段。

  • 匹配分片和最后分片
1
tcpdump -i eth1 '((ip[6:2] > 0) and (not ip[6] = 64))'

测试分片可以用下面的命令:

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ping -M want -s 3000 192.168.1.1

2.6、匹配小TTL

TTL字段在第九字节,并且正好是完整的一个字节,TTL最大值是255,二进制为11111111。

可以用下面的命令验证一下:

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$ ping -M want -s 3000 -t 256 192.168.1.200
ping: ttl 256 out of range
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+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Time to Live |
+-+-+-+-+-+-+-+-+
  • 在网关可以用下面的命令看看网络中谁在使用traceroute
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tcpdump -i eth1 'ip[8] < 5'

2.7、抓大于X字节的包

  • 大于600字节
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tcpdump -i eth1 'ip[2:2] > 600'

2.8、更多的IP过滤

首先还是需要知道TCP基本结构,再次推荐《TCP/IP详解》,卷一就够看的了,避免走火入魔。

  • TCP头
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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
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| Source Port | Destination Port |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Sequence Number |
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| Acknowledgment Number |
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| Data | |C|E|U|A|P|R|S|F| |
| Offset| Res. |W|C|R|C|S|S|Y|I| Window |
| | |R|E|G|K|H|T|N|N| |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Checksum | Urgent Pointer |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Options | Padding |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| data |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  • 抓取源端口大于1024的TCP数据包
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tcpdump -i eth1 'tcp[0:2] > 1024'
  • 匹配TCP数据包的特殊标记

TCP标记定义在TCP头的第十四个字节

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|C|E|U|A|P|R|S|F|
|W|C|R|C|S|S|Y|I|
|R|E|G|K|H|T|N|N|
+-+-+-+-+-+-+-+-+

重复一下TCP三次握手,两个主机是如何勾搭的:

  1. 源发送SYN
  2. 目标回答SYN, ACK
  3. 源发送ACK

没女朋友的童鞋要学习一下:

  1. MM,你的手有空吗?-_-
  2. 有空,你呢?~_~
  3. 我也有空 *_*

失败的loser是酱紫的:

  1. MM,这是你掉的板砖吗?(SYN)  ̄▽ ̄
  2. 不是,找拍啊?(RST-ACK) ˋ﹏ˊ
  • 只抓SYN包,第十四字节是二进制的00000010,也就是十进制的2
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tcpdump -i eth1 'tcp[13] = 2'
  • 抓SYN, ACK (00010010 or 18)
1
tcpdump -i eth1 'tcp[13] = 18'
  • 抓SYN或者SYN-ACK
1
tcpdump -i eth1 'tcp[13] & 2 = 2'

用到了位操作,就是不管ACK位是啥。

  • 抓PSH-ACK
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tcpdump -i eth1 'tcp[13] = 24'
  • 抓所有包含FIN标记的包(FIN通常和ACK一起,表示幽会完了,回见)
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tcpdump -i eth1 'tcp[13] & 1 = 1'
  • 抓RST(勾搭没成功,伟大的greatwall对她认为有敏感信息的连接发RST包,典型的棒打鸳鸯)
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tcpdump -i eth1 'tcp[13] & 4 = 4'

下图详细描述了TCP各种状态的标记,方便分析。

tcp_state_machine.jpg

2.9、大叔注

tcpdump考虑了一些数字恐惧症者的需求,提供了部分常用的字段偏移名字:

icmptype (ICMP类型字段)
icmpcode (ICMP符号字段)
tcpflags (TCP标记字段)

ICMP类型值有:

icmp-echoreply, icmp-unreach, icmp-sourcequench, icmp-redirect, icmp-echo, icmp-routeradvert, icmp-routersolicit, icmp-timxceed, icmp-paramprob, icmp-tstamp, icmp-tstampreply, icmp-ireq, icmp-ireqreply, icmp-maskreq, icmp-maskreply

TCP标记值:

tcp-fin, tcp-syn, tcp-rst, tcp-push, tcp-push, tcp-ack, tcp-urg

这样上面按照TCP标记位抓包的就可以写直观的表达式了:

  • 只抓SYN包
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tcpdump -i eth1 'tcp[tcpflags] = tcp-syn'
  • 抓SYN, ACK
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tcpdump -i eth1 'tcp[tcpflags] & tcp-syn != 0 and tcp[tcpflags] & tcp-ack != 0'

2.10、抓SMTP数据

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tcpdump -i eth1 '((port 25) and (tcp[(tcp[12]>>2):4] = 0x4d41494c))'

抓取数据区开始为”MAIL”的包,”MAIL”的十六进制为0x4d41494c。

2.11、抓HTTP GET数据

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tcpdump -i eth1 'tcp[(tcp[12]>>2):4] = 0x47455420'

“GET “的十六进制是47455420

2.12、抓SSH返回

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tcpdump -i eth1 'tcp[(tcp[12]>>2):4] = 0x5353482D'

“SSH-“的十六进制是0x5353482D

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tcpdump -i eth1 '(tcp[(tcp[12]>>2):4] = 0x5353482D) and (tcp[((tcp[12]>>2)+4):2] = 0x312E)'

抓老版本的SSH返回信息,如”SSH-1.99..”

三、大叔注

如果是为了查看数据内容,建议用tcpdump -s 0 -w filename把数据包都保存下来,然后用wireshark的Follow TCP Stream/Follow UDP Stream来查看整个会话的内容。

-s 0是抓取完整数据包,否则默认只抓68字节。

另外,用tcpflow也可以方便的获取TCP会话内容,支持tcpdump的各种表达式。

3.1、UDP头

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| Source | Destination |
| Port | Port |
+--------+--------+--------+--------+
| | |
| Length | Checksum |
+--------+--------+--------+--------+
| |
| DATA ... |
+-----------------------------------+
  • 抓DNS请求数据
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tcpdump -i eth1 udp dst port 53

3.2、其他

-c参数对于运维人员来说也比较常用,因为流量比较大的服务器,靠人工CTRL+C还是抓的太多,甚至导致服务器宕机,于是可以用-c参数指定抓多少个包。

1
time tcpdump -nn -i eth0 'tcp[tcpflags] = tcp-syn' -c 10000 > /dev/null

上面的命令计算抓10000个SYN包花费多少时间,可以判断访问量大概是多少。

四、参考资料

tcpdump advanced filters