面试官：你给我讲讲抓包神器tcpdump的原理

如果你学过网络，甚至搞过网络编程，或者在分析网络情况等，那么对当前网络请求进行抓包诊断分析十分重要，可以帮助你理解网络的交互方式，特别是网络协议的原理，可以帮你更加好的理解tcp等原理和牢固的掌握。

掌握这项技能，对你是非常有帮助的！

Linux抓包是通过注册一种虚拟的底层网络协议来完成对网络报文(准确的说是网络设备)消息的处理权。

当网卡接收到一个网络报文之后，它会遍历系统中所有已经注册的网络协议，例如以太网协议、x25协议处理模块来尝试进行报文的解析处理，这一点和一些文件系统的挂载相似，就是让系统中所有的已经注册的文件系统来进行尝试挂载，如果哪一个认为自己可以处理，那么就完成挂载。

当抓包模块把自己伪装成一个网络协议的时候，系统在收到报文的时候就会给这个伪协议一次机会，让它来对网卡收到的报文进行一次处理，此时该模块就会趁机对报文进行窥探，也就是把这个报文完完整整的复制一份，假装是自己接收到的报文，汇报给抓包模块。

tcpdump是Linux系统下的一款抓包命令集，工作原理是基于网卡抓取流动在网卡上的数据包。

在Linux系统中由于tcpdump命令的简单和强大，我们一般直接使用tcpdump命令来抓取数据包。

保存之后，拖下来在wireshark中分析。一般会在图形化界面的Linux（Ubuntu、CentOS等）上使用wireshark进行分析,也可以在Windows（Windows wireshark基于winpcap处理网络驱动层）上分析。

默认情况下，tcpdump不会抓取本机内部通讯的报文。根据网络协议栈的规定，对于报文，即使是目的地是本机，也需要经过本机的网络协议层，所以本机通讯肯定是通过API进入了内核，并且完成了路由选择。

如果要使用tcpdump抓取其他主机MAC地址的数据包，必须开启网卡混杂模式，所谓混杂模式，用最简单的语言说就是让网卡抓取任何经过它的数据包，不管这个数据包是不是发给它或者是它发出的。

一般而言，Unix不会让普通用户设置混杂模式，因为这样可以看到别人的信息，比如telnet的用户名和密码，这样会引起一些安全上的问题，所以只有root用户可以开启混杂模式，开启混杂模式的命令是：ifconfig en0 promisc, en0是你要打开混杂模式的网卡。(ifconfig ens32 -promisc关闭)

用简单的话来定义tcpdump，就是：dump the traffic on a network，根据使用者的定义对网络上的数据包进行截获的包分析工具。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等逻辑语句来帮助你去掉无用的信息。

1、Linux安装tcpdump（一般Linux默认会有安装）

[root@verysu ~]# tcpdump -h
-bash: tcpdump: command not found

没有安装，那么使用yum进行安装

[root@verysu ~]# yum -y install tcpdump

安装完成：

2、tcpdump语法参数解释

[root@verysu ~]# tcpdump -h
tcpdump version 4.9.2
libpcap version 1.5.3
OpenSSL 1.0.2k-fips  26 Jan 2017
Usage: tcpdump [-aAbdDefhHIJKlLnNOpqStuUvxX#] [ -B size ] [ -c count ]
        [ -C file_size ] [ -E algo:secret ] [ -F file ] [ -G seconds ]
        [ -i interface ] [ -j tstamptype ] [ -M secret ] [ --number ]
        [ -Q|-P in|out|inout ]
        [ -r file ] [ -s snaplen ] [ --time-stamp-precision precision ]
        [ --immediate-mode ] [ -T type ] [ --version ] [ -V file ]
        [ -w file ] [ -W filecount ] [ -y datalinktype ] [ -z postrotate-command ]
        [ -Z user ] [ expression ]

选项：

-A：以ASCII编码打印每个报文（不包括链路层的头），这对分析网页来说很方便；
-a：将网络地址和广播地址转变成名字； 
-c<数据包数目>：在收到指定的包的数目后，tcpdump就会停止；
-C：用于判断用 -w 选项将报文写入的文件的大小是否超过这个值，如果超过了就新建文件（文件名后缀是1、2、3依次增加）；
-d：将匹配信息包的代码以人们能够理解的汇编格式给出； 
-dd：将匹配信息包的代码以c语言程序段的格式给出； 
-ddd：将匹配信息包的代码以十进制的形式给出；
-D：列出当前主机的所有网卡编号和名称，可以用于选项 -i；
-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； 
-F<表达文件>：从指定的文件中读取表达式,忽略其它的表达式； 
-i<网络界面>：监听主机的该网卡上的数据流，如果没有指定，就会使用最小网卡编号的网卡（在选项-D可知道，但是不包括环路接口），linux 2.2 内核及之后的版本支持 any 网卡，用于指代任意网卡； 
-l：如果没有使用 -w 选项，就可以将报文打印到 标准输出终端（此时这是默认）； 
-n：显示ip，而不是主机名； 
-N：不列出域名； 
-O：不将数据包编码最佳化； 
-p：不让网络界面进入混杂模式； 
-q：快速输出，仅列出少数的传输协议信息； 
-r<数据包文件>：从指定的文件中读取包(这些包一般通过-w选项产生)； 

3、tcpdump实战

1、直接启动tcpdump，将监视第一个网络接口（eth0）上所有流过的数据包。

[root@verysu ~]# tcpdump // (第一个网卡)等价于 tcpdump -i:eth0
tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on eth0, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 262144 bytes
16:43:59.281717 ARP, Request who-has 31.40.214.232 (Broadcast) tell 31.40.214.1, length 46
16:43:59.282425 IP verysu.53820 > a.resolvers.level3.net.domain: 50021+ PTR? 232.214.40.31.in-addr.arpa. (44)
16:43:59.282596 IP verysu.26077 > 223.74.151.95.27638: Flags [P.], seq 1775291690:1775291886, ack 2753427966, win 344, length 196
16:43:59.292276 ARP, Request who-has 212.103.62.170 (Broadcast) tell 212.103.62.1, length 46

也可以使用参数启动指定网卡：-i eth0//抓取通过eth0网卡的数据包，信息实时打印在屏幕上。-i表示指定哪个网卡接口，后面跟网卡名字，比如eth0或者lo

可以看到tcp协议的相关数据：seq、ack、win、length等。

2、监视指定主机的数据包

比如：监视Google，此时需要在主机上请求www.google.com地址，才能监测到网络数据包，进而被tcpdump抓取。

抓取该网卡eth0和www.google.com地址会话的数据包，实时打印在屏幕上，host后面跟IP地址或者域名。

[root@verysu ~]# tcpdump -i eth0 host www.google.com
tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on eth0, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 262144 bytes
16:56:23.145367 IP verysu.53310 > lax17s15-in-f4.1e100.net.http: Flags [S], seq 1283038515, win 29200, options [mss 1460,sackOK,TS val 3814323192 ecr 0,nop,wscale 7], length 0
16:56:23.145880 IP lax17s15-in-f4.1e100.net.http > verysu.53310: Flags [S.], seq 2651245619, ack 1283038516, win 60192, options [mss 1380,sackOK,TS val 2798935901 ecr 3814323192,nop,wscale 8], length 0
16:56:23.145906 IP verysu.53310 > lax17s15-in-f4.1e100.net.http: Flags [.], ack 1, win 229, options [nop,nop,TS val 3814323192 ecr 2798935901], length 0
16:56:23.146062 IP verysu.53310 > lax17s15-in-f4.1e100.net.http: Flags [P.], seq 1:79, ack 1, win 229, options [nop,nop,TS val 3814323193 ecr 2798935901], length 78: HTTP: GET / HTTP/1.1
16:56:23.146402 IP lax17s15-in-f4.1e100.net.http > verysu.53310: Flags [.], ack 79, win 236, options [nop,nop,TS val 2798935902 ecr 3814323193], length 0
16:56:23.206977 IP lax17s15-in-f4.1e100.net.http > verysu.53310: Flags [.], seq 1:1419, ack 79, win 236, options [nop,nop,TS val 2798935962 ecr 3814323193], length 1418: HTTP: HTTP/1.1 200 OK
16:56:23.207008 IP verysu.53310 > lax17s15-in-f4.1e100.net.http: Flags [.], ack 1419, win 251, options [nop,nop,TS val 3814323253 ecr 2798935962], length 0
16:56:23.207036 IP lax17s15-in-f4.1e100.net.http > verysu.53310: Flags [.], seq 1419:7091, ack 79, win 236, options [nop,nop,TS val 2798935962 ecr 3814323193], length 5672: HTTP
16:56:23.207047 IP verysu.53310 > lax17s15-in-f4.1e100.net.http: Flags [.], ack 7091, win 339, options [nop,nop,TS val 3814323254 ecr 2798935962], length 0
16:56:23.207054 IP lax17s15-in-f4.1e100.net.http > verysu.53310: Flags [.], seq 7091:12763, ack 79, win 236, options [nop,nop,TS val 2798935962 ecr 3814323193], length 5672: HTTP
......

第一项是时间，如果命令加上-tttt参数，那么会显示年月日，但是大多数情况下用不到这个参数。

第二项是IP地址，我没有加-nn参数，所以这里服务器ip地址和服务器端口号被域名解析成了verysu.53310等，箭头是指数据发送方向。

第三项Flags，seq，ack等，是TCP协议的三次握手标识。

3、监视其它指定主机等使用方式的数据包

// 截获主机210.27.48.1 和主机210.27.48.2 或210.27.48.3的通信
tcpdump host 210.27.48.1 and \ (210.27.48.2 or 210.27.48.3 \) 

// 打印ace与任何其他主机之间通信的IP 数据包, 但不包括与helios之间的数据包.
tcpdump ip host ace and not helios

// 如果想要获取主机210.27.48.1除了和主机210.27.48.2之外所有主机通信的ip包，使用命令：
tcpdump ip host 210.27.48.1 and ! 210.27.48.2

// 截获主机hostname发送的所有数据
tcpdump -i eth0 src host hostname

// 监视所有送到主机hostname的数据包
tcpdump -i eth0 dst host hostname

注意：如果通信进程都处于同一个主机上，无论IP地址是任何地址，其数据都是只经过lo，不会经过其他的网卡。

4、保存抓包数据

tcpdump tcp -w test.pcap

保存好抓包数据，之后可以使用wireshark进行分析了。