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tcpdump命令使用简介

Alex Wu 收录于 Linux Network
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简单介绍

tcpdump 是一款强大的网络抓包工具，运行在 linux 平台上。熟悉 tcpdump 的使用能够帮助你分析、调试网络数据。

要想使用很好地掌握 tcpdump， 必须对网络报文（TCP/IP 协议）有一定的了解。不过对于简单的使用来说，只要有网络基础概念就行了。

tcpdump 是一个很复杂的命令，想了解它的方方面面非常不易，也不值得推荐，能够使用它解决日常工作中的问题才是关键。

选项

tcpdump 的选项也很多，要想知道所有选项的话，请参考 man tcpdump，下面只记录 tcpdump 最常用的选项。

完整的英文文档：https://www.tcpdump.org/tcpdump_man.html

需要注意的是，tcpdump 默认只会截取前 96 字节的内容，要想截取所有的报文内容，可以使用 -s number， number 就是你要截取的报文字节数，如果是 0 的话，表示截取报文全部内容。

  • -n 表示不要解析域名，直接显示 ip。
  • -nn 不要解析域名和端口
  • -X 同时用 hex 和 ascii 显示报文的内容。
  • -XX 同 -X，但同时显示以太网头部。
  • -S 显示绝对的序列号（sequence number），而不是相对编号。
  • -i any 监听所有的网卡
  • -v, -vv, -vvv：显示更多的详细信息
  • -c number: 截取 number 个报文，然后结束
  • -A： 只使用 ascii 打印报文的全部数据，不要和 -X 一起使用。截取 http 请求的时候可以用 sudo tcpdump -nSA port 80！

以太网帧的封包格式为：

Frame = Ethernet Header + IP Header + TCP Header + TCP Segment Data

  • Ethernet Header =14 Byte =Dst Physical Address（6 Byte）+ Src Physical Address（6 Byte）+Type（2 Byte），以太网帧头以下称之为数据帧。
  • IP Header =20 Byte（without options field），数据在IP层称为Datagram，分片称为Fragment。
  • TCP Header = 20 Byte（without options field），数据在TCP层称为Stream，分段称为Segment（UDP中称为Message）。
  • 54个字节后为TCP数据负载部分（Data Portion），即应用层用户数据。

Ethernet Header以下的IP数据报最大传输单位为MTU（Maximum Transmission Unit，Effect of short board），对于大多数使用以太网的局域网来说，MTU=1500。

TCP数据包每次能够传输的最大数据分段为MSS，为了达到最佳的传输效能，在建立TCP连接时双方将协商MSS值——双方提供的MSS值中的最小值为这次连接的最大MSS值。MSS往往基于MTU计算出来，通常**MSS**=MTU-sizeof(IP Header)-sizeof(TCP Header)=1500-20-20=1460。

这样，数据经过本地TCP层分段后，交给本地IP层，在本地IP层就不需要分片了。但是在下一跳路由（Next Hop）的邻居路由器上可能发生IP分片！因为路由器的网卡的MTU可能小于需要转发的IP数据报的大小。

这时候，在路由器上可能发生两种情况：

（1）如果源发送端设置了这个IP数据包可以分片（May Fragment，DF=0），路由器将IP数据报分片后转发。

（2）如果源发送端设置了这个IP数据报不可以分片（Don’t Fragment，DF=1），路由器将IP数据报丢弃，并发送ICMP分片错误消息给源发送端。

简单使用（实例）

tcpdump -vv

默认启动，普通情况下，直接启动tcpdump将监视第一个网络接口上所有流过的数据包

tcpdump -nS

监听所有端口，直接显示 ip 地址。

tcpdump -nnvvS

显示更详细的数据报文，包括 tos, ttl, checksum 等。

tcpdump -nnvvXS

显示数据报的全部数据信息，用 hex 和 ascii 两列对比输出。

下面是抓取 ping 命令的请求和返回的两个报文，可以看到全部的数据。

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➜  ~  sudo tcpdump -nnvXSs 0 -c2 icmp
tcpdump: data link type PKTAP
tcpdump: listening on pktap, link-type PKTAP (Packet Tap), capture size 65535 bytes

22:58:16.781856 IP (tos 0x0, ttl 64, id 61452, offset 0, flags [none], proto ICMP (1), length 84)
    192.168.1.106 > 192.168.1.1: ICMP echo request, id 65302, seq 0, length 64
    0x0000:  0c72 2c28 b9ac 80e6 5019 4c38 0800 4500  .r,(....P.L8..E.
    0x0010:  0054 f00c 0000 4001 06e1 c0a8 016a c0a8  .T....@......j..
    0x0020:  0101 0800 72c9 ff16 0000 5500 5808 000b  ....r.....U.X...
    0x0030:  ee08 0809 0a0b 0c0d 0e0f 1011 1213 1415  ................
    0x0040:  1617 1819 1a1b 1c1d 1e1f 2021 2223 2425  ...........!"#$%
    0x0050:  2627 2829 2a2b 2c2d 2e2f 3031 3233 3435  &'()*+,-./012345
    0x0060:  3637                                     67
22:58:17.674304 IP (tos 0x0, ttl 64, id 13972, offset 0, flags [none], proto ICMP (1), length 84)
    192.168.1.1 > 192.168.1.106: ICMP echo reply, id 65302, seq 0, length 64
    0x0000:  80e6 5019 4c38 0c72 2c28 b9ac 0800 4500  ..P.L8.r,(....E.
    0x0010:  0054 3694 0000 4001 c059 c0a8 0101 c0a8  .T6...@..Y......
    0x0020:  016a 0000 7ac9 ff16 0000 5500 5808 000b  .j..z.....U.X...
    0x0030:  ee08 0809 0a0b 0c0d 0e0f 1011 1213 1415  ................
    0x0040:  1617 1819 1a1b 1c1d 1e1f 2021 2223 2425  ...........!"#$%
    0x0050:  2627 2829 2a2b 2c2d 2e2f 3031 3233 3435  &'()*+,-./012345
    0x0060:  3637                                     67

2 packets captured
5875 packets received by filter
0 packets dropped by kernel

过滤器

机器上的网络报文数量异常的多，很多时候我们只关系和具体问题有关的数据报（比如访问某个网站的数据，或者 icmp 超时的报文等等），而这些数据只占到很小的一部分。把所有的数据截取下来，从里面找到想要的信息无疑是一件很费时费力的工作。而 tcpdump 提供了灵活的语法可以精确地截取关心的数据报，简化分析的工作量。这些选择数据包的语句就是过滤器（filter）！

过滤器也可以简单地分为三类：type, dir 和 proto。

Type 让你区分报文的类型，主要由 host（主机）, net（网络） 和 port（端口） 组成。src 和 dst 也可以用来过滤报文的源地址和目的地址。

host: 过滤某个主机的数据报文

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tcpdump host 1.2.3.4

src, dst: 过滤源地址和目的地址

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tcpdump src 2.3.4.5
tcpdump dst 3.4.5.6

net: 过滤某个网段的数据，CIDR 模式

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tcpdump net 1.2.3.0/24

proto: 过滤某个协议的数据，支持 tcp, udp 和 icmp。使用的时候可以省略 proto 关键字。

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tcpdump icmp

port: 过滤通过某个端口的数据报

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tcpdump port 3389

src/dst, port, protocol: 结合三者

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tcpdump src port 1025 and tcp
tcpdump udp and src port 53

此外还有指定端口和数据报文范围的过滤器：

port 范围

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tcpdump portrange 21-23

数据报大小，单位是字节

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tcpdump less 32
tcpdump greater 128
tcpdump > 32
tcpdump <= 128

过于过滤器的更多详细信息，请访问 tcpdump 官方 map page 的 PCAP-FILTER 部分

输出到文件

使用 tcpdump 截取数据报文的时候，默认会打印到屏幕的默认输出，你会看到按照顺序和格式，很多的数据一行行快速闪过，根本来不及看清楚所有的内容。不过，tcpdump 提供了把截取的数据保存到文件的功能，以便后面使用其他图形工具（比如 wireshark，Snort）来分析。

-w 选项用来把数据报文输出到文件，比如下面的命令就是把所有 80 端口的数据导入到文件

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# sudo tcpdump -w capture_file.pcap port 80

-r 可以读取文件里的数据报文，显示到屏幕上。

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# tcpdump -nXr capture_file.pcap host web30

NOTE：保存到文件的数据不是屏幕上看到的文件信息，而是包含了额外信息的固定格式 pcap，需要特殊的软件（如：Wireshark）来查看，使用 vim 或者 cat 命令会出现乱码。

强大的过滤器

过滤的真正强大之处在于你可以随意组合它们，而连接它们的逻辑就是常用的 与/AND/&&、 或/OR/|| 和 非/not/!。

源地址是 10.5.2.3，目的端口是 3389 的数据报

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tcpdump -nnvS src 10.5.2.3 and dst port 3389

从 192.168 网段到 10 或者 172.16 网段的数据报

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tcpdump -nvX src net 192.168.0.0/16 and dat net 10.0.0.0/8 or 172.16.0.0/16

从 Mars 或者 Pluto 发出的数据报，并且目的端口不是 22

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tcpdump -vv src mars or pluto and not dat port 22

从上面的例子就可以看出，你可以随意地组合之前的过滤器来截取自己期望的数据报，最重要的就是知道自己要精确匹配的数据室怎样的！

对于比较复杂的过滤器表达式，为了逻辑的清晰，可以使用括号。不过默认情况下，tcpdump 把 () 当做特殊的字符，所以必须使用单引号 ' 来消除歧义：

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tcpdump -nvv -c 20 'src 10.0.2.4 and (dat port 3389 or 22)'

实例一

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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，目的地址是192.168.1.254或192.168.1.200端口是80的TCP数

实例二

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tcpdump -i eth1 '((icmp) and ((ether dst host 00:01:02:03:04:05)))'

抓取所有经过eth1，目标MAC地址是00:01:02:03:04:05的ICMP数据

实例三

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tcpdump -i eth1 '((tcp) and ((dst net 192.168) and (not dst host 192.168.1.200)))'

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

理解 tcpdump 的输出

截取数据只是第一步，第二步就是理解这些数据，下面就解释一下 tcpdump 命令输出各部分的意义。

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21:27:06.995846 IP (tos 0x0, ttl 64, id 45646, offset 0, flags [DF], proto TCP (6), length 64)
    192.168.1.106.56166 > 124.192.132.54.80: Flags [S], cksum 0xa730 (correct), seq 992042666, win 65535, options [mss 1460,nop,wscale 4,nop,nop,TS val 663433143 ecr 0,sackOK,eol], length 0

21:27:07.030487 IP (tos 0x0, ttl 51, id 0, offset 0, flags [DF], proto TCP (6), length 44)
    124.192.132.54.80 > 192.168.1.106.56166: Flags [S.], cksum 0xedc0 (correct), seq 2147006684, ack 992042667, win 14600, options [mss 1440], length 0

21:27:07.030527 IP (tos 0x0, ttl 64, id 59119, offset 0, flags [DF], proto TCP (6), length 40)
    192.168.1.106.56166 > 124.192.132.54.80: Flags [.], cksum 0x3e72 (correct), ack 2147006685, win 65535, length 0

最基本也是最重要的信息就是数据报的源地址/端口和目的地址/端口，上面的例子第一条数据报中，源地址 ip 是 192.168.1.106，源端口是 56166，目的地址是 124.192.132.54，目的端口是 80。 > 符号代表数据的方向。

此外，上面的三条数据还是 tcp 协议的三次握手过程，第一条就是 SYN 报文，这个可以通过 Flags [S] 看出。下面是常见的 TCP 报文的 Flags:

  • [S]： SYN（开始连接）
  • [.]: 没有 Flag
  • [P]: PSH（推送数据）
  • [F]: FIN （结束连接）
  • [R]: RST（重置连接）

而第二条数据的 [S.] 表示 SYN-ACK，就是 SYN 报文的应答报文。

比较常用的方式

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

UDP头

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0      7 8     15 16    23 24    31
 +--------+--------+--------+--------+
 |     Source      |   Destination   |
 |      Port       |      Port       |
 +--------+--------+--------+--------+
 |                 |                 |
 |     Length      |    Checksum     |
 +--------+--------+--------+--------+
 |                                   |
 |              DATA ...             |
 +-----------------------------------+

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/*UDP头定义，共8个字节*/ 
typedef struct _UDP_HEADER
{ 
	unsigned short m_usSourPort;    　　　//源端口号16bit
	unsigned short m_usDestPort;    　　　//目的端口号16bit 
	unsigned short m_usLength;    　　　　//数据包长度16bit
	unsigned short m_usCheckSum;    　　//校验和16bit
}__attribute__((packed))UDP_HEADER, *PUDP_HEADER;
  • 抓DNS请求数据
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tcpdump -i eth1 udp dst port 53

系统测试

-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。

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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。　

tcpdump 与wireshark

Wireshark(以前是ethereal)是Windows下非常简单易用的抓包工具。但在Linux下很难找到一个好用的图形化抓包工具。 还好有Tcpdump。我们可以用Tcpdump + Wireshark 的完美组合实现：在 Linux 里抓包，然后在Windows 里分析包。

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tcpdump tcp -i eth1 -t -s 0 -c 100 and dst port ! 22 and src net 192.168.1.0/24 -w ./target.cap　
  • tcp: ip icmp arp rarp 和 tcp、udp、icmp这些选项等都要放到第一个参数的位置，用来过滤数据报的类型
  • -i eth1 : 只抓经过接口eth1的包
  • -t : 不显示时间戳
  • -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 192.168.1.0/24 : 数据包的源网络地址为192.168.1.0/24
  • -w ./target.cap : 保存成cap文件，方便用ethereal(即wireshark)分析

使用tcpdump抓取HTTP包

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tcpdump  -XvvennSs 0 -i eth0 tcp[20:2]=0x4745 or tcp[20:2]=0x4854　

0x4745 为"GET"前两个字母"GE"

0x4854 为"HTTP"前两个字母"HT"

tcpdump 对截获的数据并没有进行彻底解码，数据包内的大部分内容是使用十六进制的形式直接打印输出的。显然这不利于分析网络故障，通常的解决办法是先使用带**-w**参数的tcpdump 截获数据并保存到文件中，然后再使用其他程序(如Wireshark)进行解码分析。当然也应该定义过滤规则，以避免捕获的数据包填满整个硬盘。

基本上tcpdump总的的输出格式为：系统时间 来源主机.端口 > 目标主机.端口 数据包参数

更新于 2022-01-29
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 Tcpdump, Network, Linux
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