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r3 - 11 Dec 2008 - 08:42:38 - Main.yfangYou are here: YWiki >

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Tcpdump配合Tcpreplay回放实现网络探测

序言

实际上，这个需求来自IT的监控，监控的根本目标是随时发现局域网内的非法DHCP服务器，以报警。
实现的具体策略：找一台机器，每分钟跑一次cron，执行检查并在出错时报警（邮件或者短信）。具体的核心策略是：模拟广播DHCP DISCOVER包，在规定时间内给出DHCP REPLY的就是当前有效的DHCP服务器，假设我们局域网内唯一合法的DHCP是192.168.1.1，当给出REPLY的主机列表中没有192.168.1.1或者又其他的主机回复时，那就报警。整个策略的关键问题其实就是模拟广播DHCP DISCOVER包，其他的问题都很容易做。
前提，不得不说，对于网络编程和C的libnet等库的理解非常少，所以首选的做法不是编写程序，而是打算找一个现成的发包工具。当然，现在想来如果使用Perl的库来做这件事情似乎也并不难，只不过还没打算用这个办法，事情就已经解决了
为了避免说明有误解，我先把自己的测试环境说明一下：

	OS CentOS 4.7

	Tcpdump rpm tcpdump-3.8.2-12.el4_6.1
		tcpdump version 3.8
		libpcap version 0.8.3

	Tcpreplay rpm tcpreplay-3.3.2-1.el4.rf
		tcpreplay version: 3.3.2 (build 2065)
		Copyright 2001-2008 by Aaron Turner 
		Cache file supported: 04
		Not compiled with libnet.
		Compiled against libpcap: 0.8.3
		64 bit packet counters: enabled
		Verbose printing via tcpdump: disabled
		Packet editing: enabled
		Fragroute engine: enabled

DHCP扫盲

尝试过程

首先我们需要了解自己发送的包应该长成什么样子，最直接的思路就是tcpdump或者wireshark(升级版ethereal) 抓l来看看

# 这里是两个工具的抓包命令详解，当然，这里我们只简单介绍一下我们用到的几个参数
shell> tcpdump -s0 -vv -e -i eth0 -nn port 67 -c 100 -w yfang.cap
#    -e: 打印连接层信息
#    -vv: 打印详细信息
#    -i eth0: 监听eth0网卡
#    -nn:保留输出中的端口和协议使用数字格式
#    -c 100:抓取满足条件的100个包，结束。否则会一直抓下去
#    -s0: 这个参数对我们这次实验起着非常重要的作用，-s0表明不对包的尺寸进行裁剪，保持原来大小
#    port 67: 不用多解释，因为DHCP协议主要是客户端与服务器端的67和68两个端口的信息交互
#    -w yfang.cap: tcpdump默认把截获的包以文字形式输出到标准输出，-w参数强制按照cap格式输出到文件yfang.cap，用于后面我们replay

shell> wireshark
# 这个不用解释了，简单说一下，对于wireshark-gnome-1.0.3，filter格式会类似于“udp.port == 67”，而不支持以前的版本ethereal中 “port 67”这样的格式
# 另外一个问题，使用wireshark抓到很多包，如果想要保存其中选中的包，正解是：File->Save As->Selected packet only->写好文件名，保存就好了

上面的命令是没有问题的，而在实验中开始没有加-s0参数，结果只截取到了一个不完整的包，导致后面replay失败。
这里描述一下replay受挫详细过程

#首先截获一个DHCP包，注意，没有加-s0参数
root@S71[1]~15:28:04# tcpdump -e -i eth0 -nn port 67 -c 1 -w yfang.cap

#接下来replay这个包，不做任何修改，这里只用了两个参数 -i eth0不解释了，-l 3表示连续发这个包3次，其实测试的话，发一次也OK
root@S71[1]~15:28:14# tcpreplay -i eth0 -l 3 yfang.cap
sending out eth0
processing file: yfang.cap
processing file: yfang.cap
processing file: yfang.cap
Actual: 3 packets (288 bytes) sent in 0.23 seconds
Rated: 12007.5 bps, 0.09 Mbps/sec, 125.08 pps

Statistics for network device: eth0
        Attempted packets:         3
        Successful packets:        3
        Failed packets:            0
        Retried packets (ENOBUFS): 0
        Retried packets (EAGAIN):  0

# 花开两支，在刚才那个命令执行之前，先在另一台服务器S172上（其实同一台也OK，为的是表明局域网其他机器可以看到包）监听包
[root@S172 ~]# tcpdump -i eth0 port 67 -c 10
tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on eth0, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 96 bytes
15:28:16.023336 IP truncated-ip - 279 bytes missing! 0.0.0.0.bootpc > 255.255.255.255.bootps: BOOTP/DHCP, Request from 00:1b:77:59:ed:d2, length: 333
15:29:14.583293 IP truncated-ip - 279 bytes missing! 0.0.0.0.bootpc > 255.255.255.255.bootps: BOOTP/DHCP, Request from 00:1b:77:59:ed:d2, length: 333
15:29:14.591208 IP truncated-ip - 279 bytes missing! 0.0.0.0.bootpc > 255.255.255.255.bootps: BOOTP/DHCP, Request from 00:1b:77:59:ed:d2, length: 333

# 我们注意到后面三行，三个奇怪的包，被truncate过了，这一点使用wireshark打开cap文件查看包的信息会看到下面这样的警告
# [Packet size limited during capture: BOOTP/DHCP truncated] 
# 经过检查发现是-s参数的作用，加上-s0参数就好了

现在我们已经知道怎么抓包了，如何简单区分DHCP各个包的具体信息呢，其实这一点上我个人推荐使用wireshark来分析，他不单会帮你抓好包，还会标明DHCP的标志信息，比如是DISCOVER，REQUEST，ACK，OFFER 等等。不用自己去分析标志位。即便如此，这里还是为感兴趣的朋友列一下DHCP Massage Type 的区别

DHCP Massage Type	Value
DHCP DISCOVER	01
DHCP OFFER	02
DHCP REQUST	03
DHCP ACK	05
DHCP INFORM	08

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