Linux抓包工具tcpdump使用小结

简介及安装
tcpdump命令详解
- tcpdump参数
- tcpdump表达式
- tcpdump 命令演示
- - 常用抓包命令组合
tcpdump抓包实测
- 理解抓取的报文

简介及安装

tcpdump 是一款用于截取网络分组，并过滤输出分组内容的工具。tcpdump 凭借强大的功能和灵活的截取策略，使其成为类 UNIX 系统下用于网络分析和问题排查的首选工具。 tcpdump 提供了源代码，公开了接口，因此具备很强的可扩展性，对于网络维护和入侵者都是非常有用的工具。tcpdump 存在于基本的 Linux 系统中，由于它需要将网络界面设置为混杂模式，普通用户不能正常执行，但具备 root 权限的用户可以直接执行它来获取网络上的信息。因此系统中存在网络分析工具主要不是对本机安全的威胁，而是对网络上的其他计算机的安全存在威胁。tcpdump 可以将网络中传送的数据包的 “头” 完全截获下来提供分析。它支持针对网络层、协议、主机、网络或端口的过滤，并提供 and、or、not 等逻辑语句来帮助我们去掉无用的信息。

tcpdump 默认在几乎所有的 Linux 发行版中都可用，但若你的 Linux 上没有的话，使用下面方法进行安装。
CentOS/RHEL使用下面命令在 CentOS 和 RHEL 上安装 tcpdump

sudo yum install tcpdump*

tcpdump命令详解

tcpdump [ 选项 ] [ -c 数量 ] [ -i 网络接口 ] [ -w 文件名 ] [ 表达式 ]
tcpdump
选项翻译如下： -l：使标准输出变为缓冲行形式；
-c：抓包次数；
-n: 禁用域名解析，让 tcpdump 直接输出 IP 地址；
-nn：直接以 IP 及 Port Number 显示，而非主机名与服务名称；
-s ：< 数据包大小 & gt; 设置每个数据包的大小；
-i：指定监听的网络接口；
-r：从指定的文件中读取包；
-w：输出信息保存到指定文件；
-A: 以 ASCII 值显示抓到的包, 比如和 MySQL 的交互时，可以通过 - A 查看包的文本内容；
-a：将网络地址和广播地址转变成名字；
-d：将匹配信息包的代码以人们能够理解的汇编格式给出；
-e：在输出行打印出数据链路层的头部信息；
-f：将外部的 Internet 地址以数字的形式打印出来；
-t：在输出的每一行不打印时间戳；
-v ：输出稍微详细的报文信息；
-vvv 会尝试解析应用层协议，输出详细信息。二者组合就能完整的详细信息；
-vvvv 该参数其实是 -v 与 -vvv 的组合；
-vv 则输出更详细信息。

tcpdump参数

tcpdump tcp -i bond0 -tttt -s 0 -c 100 and dst port ! 22 and src net 10.10.1.0/24 -w 20190131.tcpdump

tcp: 协议类型，用来过滤数据报的协议类型。
-i bond0 : 只抓取经过接口 bond0 的包
-tttt : 使用格式 2019-02-02 10:37:37.120297, 便于分析。
-s 0: 抓取数据包时默认抓取长度为 68 字节。加上 - s 0 后可以抓到完整的数据包
-c 100: 只抓取 100 个数据包
dst port ! 22: 不抓取目标端口是 22 的数据包
src net 10.10.1.0/24: 数据包的源网络地址为 10.10.1.0/24
-w 20190131.tcpdump: 保存成 tcpdump 文件中, 方便使用 wireshark 分析抓包结果。

还有其他常用的参数:

-D: 列出所有可用的网络接口
-X: 以 16 进制格式输出数据包的内容, 不加该参数, 会只输出 iptcp/udp 头部信息。
加上该选项会将整个数据包输出。

tcpdump表达式

在表达式中一般有如下几种类型的关键字：

关于类型的关键字：
host(缺省类型): 指明一台主机，如：host 10.215.20.13
net: 指定网络地址, net 10.215.20.0
port: 指明端口号, port 3306
确定传输方向的关键字：

dst or src(缺省值) 指定源或者目标地址是 10.215.20.13 的流量包
src: src 10.9.51.13, 指定源地址是 10.9.51.13
dst: dst net 172.0.0.0, 指定目标网络地址是 172.0.0.0
dst and src 比如: src host 10.9.51.13 and dst host 10.215.20.13
协议的关键字：
协议的关键字：缺省值是监听所有协议的信息包
ip
arp
tcp
udp
icmp
三种逻辑运算：
非 : ! , not
与 : && , and
或 : || , or
其他重要的关键字：
gateway, broadcast
less（小于）, greater（大于）

tcpdump 命令演示

从所有网卡中捕获数据包：

tcpdump -i any

从指定网卡中捕获数据包：

tcpdump -i eth0

查看某个协议的数据包：

tcpdump ssh

捕获某个端口或一个范围的数据包：

tcpdump port 22
tcpdump portrange 22-125

使用 -w 选项将所有捕获的包写入文件：

tcpdump -i eth1 -w packets_file

从之前创建的 tcpdump 文件中读取内容，-r：从指定的文件中读取包；

tcpdump -r packets_file

获取更多的包信息，并且以可读的形式显示时间戳：
-tttt : 使用格式 2019-02-02 10:37:37.120297便于分析；
-nn：直接以 IP 及 Port Number 显示，而非主机名与服务名称；
-vv 则输出更详细信息；
-S 用绝对而非相对数值列出TCP关联数。

tcpdump -ttttnnvvS

查看整个目标网络的数据包：

tcpdump net 192.168.1.0/24

获取指定 IP 的数据包，不管是作为源地址还是目的地址：

tcpdump host 192.168.1.100

要指定 IP 地址是源地址或是目的地址则使用：

tcpdump src 192.168.1.100
tcpdump dst 192.168.1.100

我们还可以使用 “与” （and，&&）、“或” （or，|| ) 和 “非”（not，!）来将两个条件组合起来。当我们需要基于某些条件来分析网络报文是非常有用。
使用 and 或者符号 && 来将两个或多个条件组合起来：

tcpdump src 192.168.1.100 && port 22 -w ssh_packets

使用 “或”，“或” 会检查是否匹配命令所列条件中的其中一条：

tcpdump src 192.168.1.100 or dst 192.168.1.50 && port 22 -w ssh_packets
tcpdump port 443 or 80 -w http_packets

想表达不匹配某项条件时可以使用 “非”：

tcpdump -i eth0 src port not 22

常用抓包命令组合

# 抓取包含 172.16.1.122 的数据包
tcpdump -i eth0 -vnn host 172.16.1.122
# 抓取包含 172.16.1.0/24 网段的数据包
tcpdump -i eth0 -vnn net 172.16.1.0/24
# 抓取包含端口 22 的数据包
tcpdump -i eth0 -vnn port 22
# 抓取 udp 协议的数据包
tcpdump -i eth0 -vnn  udp
# 抓取 icmp 协议的数据包
tcpdump -i eth0 -vnn icmp
# 抓取 arp 协议的数据包
tcpdump -i eth0 -vnn arp
# 抓取 ip 协议的数据包
tcpdump -i eth0 -vnn ip
# 抓取源 ip 是 172.16.1.122 数据包。
tcpdump -i eth0 -vnn src host 172.16.1.122
# 抓取目的 ip 是 172.16.1.122 数据包
tcpdump -i eth0 -vnn dst host 172.16.1.122
# 抓取源端口是 22 的数据包
tcpdump -i eth0 -vnn src port 22
# 抓取源 ip 是 172.16.1.253 且目的 ip 是 22 的数据包
tcpdump -i eth0 -vnn src host 172.16.1.253 and dst port 22
# 抓取源 ip 是 172.16.1.122 或者包含端口是 22 的数据包
tcpdump -i eth0 -vnn src host 172.16.1.122 or port 22
# 抓取源 ip 是 172.16.1.122 且端口不是 22 的数据包
tcpdump -i eth0 -vnn src host 172.16.1.122 and not port 22
# 抓取源 ip 是 172.16.1.2 且目的端口是 22，或源 ip 是 172.16.1.65 且目的端口是 80 的数据包。
tcpdump -i eth0 -vnn \( src host 172.16.1.2 and dst port 22 \) or   \( src host 172.16.1.65 and dst port 80 \)
# 抓取源 ip 是 172.16.1.59 且目的端口是 22，或源 ip 是 172.16.1.68 且目的端口是 80 的数据包。
tcpdump -i  eth0 -vnn 'src host 172.16.1.59 and dst port 22' or  'src host 172.16.1.68 and dst port 80'
# 把抓取的数据包记录存到 / tmp/fill 文件中，当抓取 100 个数据包后就退出程序。
tcpdump –i eth0 -vnn -w  /tmp/fil1 -c 100
# 从 / tmp/fill 记录中读取 tcp 协议的数据包
tcpdump –i eth0 -vnn -r  /tmp/fil1 tcp
# 从 / tmp/fill 记录中读取包含 172.16.1.58 的数据包
tcpdump –i eth0 -vnn -r  /tmp/fil1 host  172.16.1.58
# 抓取目的地址范围是 10 网段
tcpdump -i any -nn 'ip[16] == 10'
# 抓取目的地址范围是 192.168.1.10 ~ 192.168.1.100
tcpdump -i any -nn 'ip[16] == 192 and ip[17] == 168 and ip[18] == 1 and ip[19] > 9 and ip[19] < 101'
# 保存 10000 个数据包过滤条件为 443 端口，并解析来源 IP
tcpdump -i any -nn -c 10000 port 443 > tcpdump.log
cat tcpdump.log | awk '{print $3}' | awk -F '.' '{print $1"."$2"."$3"."$4}' | sort | uniq -c | sort -rn
# 查看 source IP
cat tcpdump.log | awk '{print $1}' | awk -F '.' '{print $1"."$2"."$3"."$4}' | sort | uniq -c | sort -rn | grep -v ":"

tcpdump抓包实测

我们用如下命令先对 any 接口进行抓包：

$ sudo tcpdump -i any
tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on any, link-type LINUX_SLL (Linux cooked), capture size 262144 bytes
09:56:18.293641 IP rhel75.localdomain.ssh > 192.168.64.1.56322: Flags [P.], seq 3770820720:3770820916, ack 3503648727, win 309, options [nop,nop,TS val 76577898 ecr 510770929], length 196
09:56:18.293794 IP 192.168.64.1.56322 > rhel75.localdomain.ssh: Flags [.], ack 196, win 391, options [nop,nop,TS val 510771017 ecr 76577898], length 0
09:56:18.295058 IP rhel75.59883 > gateway.domain: 2486+ PTR? 1.64.168.192.in-addr.arpa. (43)
09:56:18.310225 IP gateway.domain > rhel75.59883: 2486 NXDomain* 0/1/0 (102)
09:56:18.312482 IP rhel75.49685 > gateway.domain: 34242+ PTR? 28.64.168.192.in-addr.arpa. (44)
09:56:18.322425 IP gateway.domain > rhel75.49685: 34242 NXDomain* 0/1/0 (103)
09:56:18.323164 IP rhel75.56631 > gateway.domain: 29904+ PTR? 1.122.168.192.in-addr.arpa. (44)
09:56:18.323342 IP rhel75.localdomain.ssh > 192.168.64.1.56322: Flags [P.], seq 196:584, ack 1, win 309, options [nop,nop,TS val 76577928 ecr 510771017], length 388
09:56:18.323563 IP 192.168.64.1.56322 > rhel75.localdomain.ssh: Flags [.], ack 584, win 411, options [nop,nop,TS val 510771047 ecr 76577928], length 0
09:56:18.335569 IP gateway.domain > rhel75.56631: 29904 NXDomain* 0/1/0 (103)
09:56:18.336429 IP rhel75.44007 > gateway.domain: 61677+ PTR? 98.122.168.192.in-addr.arpa. (45)
09:56:18.336655 IP gateway.domain > rhel75.44007: 61677* 1/0/0 PTR rhel75. (65)
09:56:18.337177 IP rhel75.localdomain.ssh > 192.168.64.1.56322: Flags [P.], seq 584:1644, ack 1, win 309, options [nop,nop,TS val 76577942 ecr 510771047], length 1060
---- SKIPPING LONG OUTPUT -----
09:56:19.342939 IP 192.168.64.1.56322 > rhel75.localdomain.ssh: Flags [.], ack 1752016, win 1444, options [nop,nop,TS val 510772067 ecr 76578948], length 0
^C
9003 packets captured
9010 packets received by filter
7 packets dropped by kernel
$

tcpdump 会持续抓包直到收到中断信号。你可以按 Ctrl+C 来停止抓包。正如上面示例所示，tcpdump 抓取了超过 9000 个数据包。在这个示例中，由于我是通过 ssh 连接到服务器，所以 tcpdump 也捕获了所有这类数据包。-c 选项可以用于限制 tcpdump 抓包的数量：

$ sudo tcpdump -i any -c 5
tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on any, link-type LINUX_SLL (Linux cooked), capture size 262144 bytes
11:21:30.242740 IP rhel75.localdomain.ssh > 192.168.64.1.56322: Flags [P.], seq 3772575680:3772575876, ack 3503651743, win 309, options [nop,nop,TS val 81689848 ecr 515883153], length 196
11:21:30.242906 IP 192.168.64.1.56322 > rhel75.localdomain.ssh: Flags [.], ack 196, win 1443, options [nop,nop,TS val 515883235 ecr 81689848], length 0
11:21:30.244442 IP rhel75.43634 > gateway.domain: 57680+ PTR? 1.64.168.192.in-addr.arpa. (43)
11:21:30.244829 IP gateway.domain > rhel75.43634: 57680 NXDomain 0/0/0 (43)
11:21:30.247048 IP rhel75.33696 > gateway.domain: 37429+ PTR? 28.64.168.192.in-addr.arpa. (44)
5 packets captured
12 packets received by filter
0 packets dropped by kernel
$

如上所示，tcpdump 在抓取 5 个数据包后自动停止了抓包。这在有些场景中十分有用 —— 比如你只需要抓取少量的数据包用于分析。当我们需要使用过滤规则抓取特定的数据包（如下所示）时，-c 的作用就十分突出了。

在上面示例中，tcpdump 默认是将 IP 地址和端口号解析为对应的接口名以及服务协议名称。而通常在网络故障排查中，使用 IP 地址和端口号更便于分析问题；用 -n 选项显示 IP 地址，-nn 选项显示端口号：

$ sudo tcpdump -i any -c5 -nn
tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on any, link-type LINUX_SLL (Linux cooked), capture size 262144 bytes
23:56:24.292206 IP 192.168.64.28.22 > 192.168.64.1.35110: Flags [P.], seq 166198580:166198776, ack 2414541257, win 309, options [nop,nop,TS val 615664 ecr 540031155], length 196
23:56:24.292357 IP 192.168.64.1.35110 > 192.168.64.28.22: Flags [.], ack 196, win 1377, options [nop,nop,TS val 540031229 ecr 615664], length 0
23:56:24.292570 IP 192.168.64.28.22 > 192.168.64.1.35110: Flags [P.], seq 196:568, ack 1, win 309, options [nop,nop,TS val 615664 ecr 540031229], length 372
23:56:24.292655 IP 192.168.64.1.35110 > 192.168.64.28.22: Flags [.], ack 568, win 1400, options [nop,nop,TS val 540031229 ecr 615664], length 0
23:56:24.292752 IP 192.168.64.28.22 > 192.168.64.1.35110: Flags [P.], seq 568:908, ack 1, win 309, options [nop,nop,TS val 615664 ecr 540031229], length 340
5 packets captured
6 packets received by filter
0 packets dropped by kernel

如上所示，抓取的数据包中显示 IP 地址和端口号。这样还可以阻止 tcpdump 发出 DNS 查找，有助于在网络故障排查中减少数据流量。

理解抓取的报文

tcpdump 抓取的 TCP 报文如下：

08:41:13.729687 IP 192.168.64.28.22 > 192.168.64.1.41916: Flags [P.], seq 196:568, ack 1, win 309, options [nop,nop,TS val 117964079 ecr 816509256], length 372

具体的字段根据不同的报文类型会有不同，但上面这个例子是一般的格式形式。

第一个字段 08:41:13.729687 是该数据报文被抓取的系统本地时间戳。
第二个字段IP 是网络层协议类型，这里是 IPv4，如果是 IPv6 协议，该字段值是 IP6。
192.168.64.28.22 是源 ip 地址和端口号，紧跟其后的是目的 ip 地址和其端口号，这里是 192.168.64.1.41916。
在源 IP 和目的 IP 之后，可以看到是 TCP 报文标记段 Flags [P.]。该字段通常取值如下：

该字段也可以是这些值的组合，例如 [S.] 代表 SYN-ACK 数据包。
该数据包中数据的序列号。对于抓取的第一个数据包，该字段值是一个绝对数字，后续包使用相对数值，以便更容易查询跟踪。例如此处 seq 196:568 代表该数据包包含该数据流的第 196 到 568 字节。
ack 值：ack 1。该数据包是数据发送方，ack 值为 1。在数据接收方，该字段代表数据流上的下一个预期字节数据，例如，该数据流中下一个数据包的 ack 值应该是 568。
接下来字段是接收窗口大小 win 309，它表示接收缓冲区中可用的字节数，后跟 TCP 选项如 MSS（最大段大小）或者窗口比例值。更详尽的 TCP 协议内容请参考 Transmission Control Protocol(TCP) Parameters。
length 372 代表数据包有效载荷字节长度。这个长度和 seq 序列号中字节数值长度是不一样的。