Захват и анализ сетевого трафика в Windows Server 2008 R2 /2012

В системах Windows для захвата и последующего анализа сетевого трафика многие из нас пользуются такими известными инструментами как Network Monitor или Wireshark. Захват трафика через эти инструменты в наблюдаемой системе предполагает установку дополнительных компонент, выстраивающихся в функции сетевого обмена. Начиная с Windows 7 / Windows Server 2008 R2 у нас появилась возможность выполнять захват трафика встроенными в систему средствами, то есть мы можем выполнить захват трафика на интересующей нас системе не выполняя непосредственную установку дополнительных программных средств, а полученный в результате захвата файл сетевого дампа в дальнейшем анализировать на той системе где установлены соответствующие средства анализа, например на рабочей станции администратора с установленным Network Monitor.

Для того, чтобы активировать захват сетевого трафика проходящего через все сетевые интерфейсы на интересующей нас системе выполним команду с правами Администратора:

При этом каталог, который мы указываем в качестве сохранения файла захвата должен существовать в файловой системе, иначе мы получим ошибку ‘ The system cannot find the path specified ‘ .

Если обследуемая система имеет несколько сетевых интерфейсов и нас интересует трафик только на определённом интерфейсе, то синтаксис команды будет выглядеть примерно так:

Захват трафика запущен и после того, как мы выполнили необходимые манипуляции, например воспроизвели изучаемую проблему из-за которой мы и решили анализировать трафик, останавливаем захват трафика командой:

В результате будет сгенерирован ETL файл а также CAB архив содержащий дополнительные данные, которые могут потребоваться для анализа сетевых проблем.

Полученный ETL файл копируем на рабочую станцию Администратора, запускаем Network Monitor и открываем файл из меню File > Open > Capture

Загруженные данные будут разложены на фреймы с малопонятной структурой, да ещё и с предупреждением в описании практически каждого фрейма типа ‘Windows stub parser: Requires full Common parsers. See the «How Do I Change Parser Set Options(Version 3.3 or before) or Configure Parser Profile (Version 3.4)» help topic for tips on loading these parser sets ‘. Для того чтобы получить более или менее читаемый вид, нужно применить так называемый Parser Profile. Через меню Tools > Options откроем свойства Parser Profiles и назначим в качестве активного профиля – Windows

После этого данные трассировки будут перечитаны и представлены в более удобоваримой форме и теперь можно «забуриваться» в анализ…

Используем tcpdump для анализа и перехвата сетевого трафика

Утилита tcpdump — отличный инструмент командной, который способен перехватывать и анализировать сетевой трафик. Может оказаться большим подспорьем при решении сетевых проблем. Пакеты можно сохранить в файл и анализировать позже. Рекомендуется время от времени запускать эту утилиту, чтобы следить за своей сетью.

• Вывод tcpdump
• Установка tcpdump
• Опции tcpdump
• Фильтры tcpdump:
  • Фильтр выражений
  • Фильтр портов
  • Фильтр хостов
  • Комбинирование фильтров
• Сохранение заголовков в файл
• Просмотр сведений о пакете
• Вывод

Вывод tcpdump

Утилита tcpdump позволяет проверять заголовки пакетов TCP/IP и выводить одну строку для каждого из пакетов. Она будет делать это до тех пор, пока не нажать Ctrl + C.

Давайте рассмотрим одну строку из примера вывода:

Каждая строка включает:

• Метка времени Unix (20: 58: 26.765637)
• протокол (IP)
• имя или IP-адрес исходного хоста и номер порта (10.0.0.50.80)
• имя хоста или IP-адрес назначения и номер порта (10.0.0.1.53181)
• Флаги TCP (Flags [F.]). Указывают на состояние соединения и могут содержать более одного значения:
  • o S — SYN. Первый шаг в установлении соединения
  • F — FIN. Прекращение соединения
  • — ACK. Пакет подтверждения принят успешно
  • P — PUSH. Указывает получателю обрабатывать пакеты вместо их буферизации
  • R — RST. Связь прервалась
• Порядковый номер данных в пакете. (seq 1)
• Номер подтверждения. (ack 2)
• Размер окна (win 453). Количество байтов, доступных в приемном буфере. Далее следуют параметры TCP
• Длина полезной нагрузки данных. (length 0)

Установка tcpdump

В дистрибутивах на основе Debian tcpdump можно установить с помощью команды APT:

В дистрибутивах на основе RPM tcpdump можно установить с помощью YUM:

В RHEL 8 с использование DNF:

Опции tcpdump

Запускать tcpdump нужно с правами root. Tcpdump включает в себя множество опций и фильтров. При запуске tcpdump без каких-либо параметров произойдет перехват всех пакетов, проходящих через интерфейс по умолчанию.

Вывести список доступных системе сетевых интерфейсов, в которых tcpdump может захватывать пакеты:

Очень полезно для систем, в которых нет команды для вывода списка интерфейсов.

Для захвата пакетов, проходящих через определенный интерфейс, используйте -i с именем интерфейса. Если не указать имя, тогда tcpdump подберет первый обнаруженный сетевой интерфейс.

• -v увеличивает количество отображаемой информации о пакетах
• -vv дает еще более подробную информацию

По умолчанию tcpdump преобразует IP-адреса в имена хостов, а также использует имена служб вместо номеров портов.

• -n Если DNS не работает или вы не хотите, чтобы tcpdump выполнял поиск имени.

• -c захватывает только набор строк, например, 5:

• -tttt для использования более удобных временных меток (по умолчанию используются временные метки Unix)

Фильтры tcpdump

Фильтр выражений

Фильтр выражений выбирает, какие заголовки пакетов будут отображаться. Если фильтры не применяются, отображаются все заголовки пакетов.

Самые распространенные фильтры :

Фильтр портов

Фильт портов используется для просмотра пакетов, поступающих на определенный порт:

Фильтр хостов

Для перехвата пакетов, приходящих или исходящих от определенного хоста. Например, IP-адрес 10.0.2.15:

Для перехвата пакетов определенных типов протоколов. Например, icmp, на интерфейсе eth1:

Комбинирование фильтров

Фильтры можно комбинировать с помощью операторов:

Это позволит писать команды, которые могут более точно изолировать пакеты. Например, пакеты с определенного IP-адреса и для определенного порта:

Если нужно перехватить все пакеты кроме ICMP, используем оператор NOT:

Сохранение заголовков в файл

Вывод tcpdump может довольно быстро перемещаться по экрану. В таких случаях можно сохранить заголовки пакетов в файле с опцией -w. Вывод сохраняется в файлы с расширением .pcap.

Следующая команда сохраняет 10 строк вывода интерфейса eth1 в icmp.pcap.

Прочитать этот файл можно с помощью опции -r

Просмотр сведений о пакете

Пока мы видели только заголовки пакетов, а для просмотра содержимого нужно использовать параметр -A. Вывод содержимого будет в формате ASCII.

С помощью опции -X можно отобразить вывод в шестнадцатеричном формате, правда, это не сильно помогает в тех случаях, когда соединение зашифровано.

Вывод

Утилита tcpdump проста в настройке и освоении. Необходимо лишь немного разобраться с:

После чего tcpdump станет отличным помощником в вопросах обеспечения безопасности вашей сети.

Фильтруй эфир! Проводим аудит сетевого трафика с помощью tcpdump

Содержание статьи

Введение

Утилита tcpdump — это сниффер сетевых пакетов с интерфейсом командной строки, не имеющий ни графического, ни псевдографического интерфейса. Новичкам он может показаться неуклюжим и слишком старомодным, однако в умелых руках превращается в настоящий швейцарский нож для вскрытия любых сетевых пакетов и протоколов. Опытные сисадмины всегда рекомендуют начинающим использовать tcpdump вместо любых других утилит из-за наглядности и прямолинейности его отчетов.

Tcpdump появился на свет почти 25 лет назад в университете Беркли, до сих пор активно развивается и продолжает оставаться эталоном среди подобных инструментов для операционной системы UNIX. Разработанная специально для него библиотека захвата пакетов libpcap сегодня используется чуть ли не каждым сниффером для UNIX-систем и многими аналогичными программами для Windows.

В этой статье мы рассмотрим все аспекты работы с tcpdump, начиная от основ работы с программой и заканчивая способами применения утилиты для выявления сетевых атак, аномалий и различных видов сбоев.

Наедине с консолью

Попробуем разобраться, как работает tcpdump и с какой стороны следует к нему подходить. Открой терминал и запусти программу с правами пользователя root (как и любой сниффер, tcpdump должен иметь полный доступ к сетевым интерфейсам), указав имя сетевого интерфейса и ограничив количество выводимых пакетов десятью:

Ключ -n отключает преобразование IP-адресов в DNS-имена. Теперь попытаемся отследить обмен только с конкретным хостом, например с домашним роутером:

Давай посмотрим, что же нам вывел tcpdump, на примере двух строк, представленных на скриншоте «DNS-запрос глазами tcpdump». Можно легко понять, что это DNS-запрос (порт 53) с хоста 192.168.0.101 хосту 192.168.0.1 и последующий за ним ответ. Но что значат все остальные цифры и знаки?

DNS-запрос глазами tcpdump

Xakep #263. Кредитки в опасности

Цифры 16:22:41.340105 — это время отправки пакета, включая миллионные доли секунды (так называемый frac). Две буквы IP, как нетрудно догадаться, идентифицируют используемый протокол сетевого уровня, далее следуют адрес: порт отправки и адрес: порт назначения пакета. Все, что идет после двоеточия, напрямую зависит от используемого протокола транспортного или прикладного уровня. С некоторыми протоколами tcpdump знаком и умеет расшифровывать их до понятного человеку вида, другие он оставляет как есть и просто приводит содержимое пакета. В данном случае tcpdump расшифровал DNS-сообщения и вернул строку 49244+ A? ya.ru. (23) , что означает: был послан запрос (A?) адреса, ассоциированного с именем ya.ru., общая длина пакета за вычетом TCP/IP-заголовков составила 23 байт. Первая цифра — это идентификатор запроса.

В следующей строке мы видим ответ, формат представления которого практически аналогичен запросу, с той лишь разницей, что теперь после идентификатора запроса идет информация о количестве найденных записей (8/2/3) и сами записи (A 213.180.204.3, A 77.88.21.3, A 87.250.250.3. ).

В арсенале tcpdump есть поддержка многих протоколов, благодаря чему он может представить в читаемом виде информацию о протоколах TCP, UDP и ICMP, SMB/CIFS, NFS, AFS, AppleTalk. Но что, если tcpdump ничего не знает об используемом протоколе прикладного уровня или не может определить его? В обычной ситуации он просто выведет информацию о пакете. Она может выглядеть примерно так:

Это TCP-пакет, формат представления информации о котором в tcpdump следующий (поля разделяются запятыми):

• flags — установленные флаги. Обозначаются символами S (SYN), F (FIN), P (PUSH) и R (RST), точка означает отсутствие установленных флагов;
• data-seqno — описывает данные, содержащиеся в пакете, в таком формате: first:last, где first и last — номер последовательности первого и последнего байта передаваемых данных, nbytes;
• ack — следующий номер последовательности (ISN + 1);
• window — размер окна;
• options — здесь могут указываться дополнительные сведения, например (максимальный размер сегмента);
• length — длина пакета.

Все эти данные могут быть очень полезны во время изучения или отладки протоколов и сетевых приложений, однако они ничего нам не говорят о его содержимом. Чтобы увидеть содержимое пакета в шестнадцатеричном формате, следует применить флаг -X:

Эту функцию очень удобно использовать для анализа протоколов, в которых передача данных идет открытым текстом, например HTTP. Для бинарных протоколов и протоколов с шифрованием она, конечно же, будет бесполезна.
Кроме того, для получения дополнительных сведений о пакете можно использовать флаг -v. Тогда после IP в скобках появится подробная информация об IP-пакете:

В общем-то, здесь все довольно прозаично. Вначале идет тип обслуживания (TOS), далее время жизни пакета (TTL), идентификатор пакета, смещение от начала первого пакета в цепочке, флаги, используемый прокол транспортного уровня (TCP, UDP, ICMP) и длина.

Запрос к google.com в логах tcpdump

Продвинутые возможности

Мы уже рассмотрели большинство самых важных возможностей tcpdump, но его функциональность намного шире. Например, мы использовали операторы host и port для указания нужных нам адреса и порта для фильтрации вывода, но что, если нам надо увидеть только пакеты, идущие к указанному адресу, но не исходящие с него? Для этого можно использовать оператор src:

Есть и его обратный вариант dst, предназначенный для указания адреса назначения. Как было показано выше, все операторы можно комбинировать с помощью оператора and (мониторинг сетевого трафика, исключая SSH-сессии и DNS-запросы):

Также можно использовать or (или) и except (не). Кроме того, tcpdump понимает диапазоны портов:

Умеет отфильтровывать пакеты по их размеру:

И понимает маски подсетей:

Одна из самых интересных возможностей tcpdump — это умение фильтровать пакеты по содержанию конкретных битов или байтов в заголовках протоколов. Для этого используется такой формат: proto[expr:size], где proto — протокол, expr — смещение в байтах от начала заголовка пакета, а size — необязательное поле, указывающее на длину рассматриваемых данных (по умолчанию 1 байт). Например, чтобы отфильтровать только пакеты с установленным флагом SYN (инициация TCP-рукопожатия), следует использовать такую запись:

Как это работает? Очень просто. 13 байт TCP-заголовка содержит флаги, ровно восемь штук, по биту на каждый. Под флаг SYN отведен второй бит. Приведенная запись просто проверяет факт установки этого бита. Кстати, более читаемый вид этой записи будет выглядеть так:

Практическое использование

Утилиту tcpdump принято использовать для двух целей: для отладки сети, сетевых приложений и новых протоколов и для обучения основам TCP/IP. Мы пойдем другим путем и воспользуемся возможностями tcpdump для выявления фактов сканирования хоста и проведения сетевых атак.

На рис. 1 показано, как выглядит классический TCP-скан портов, выполненный утилитой Nmap, в логах tcpdump. Хорошо видно, как Nmap с адреса 192.168.0.100 пытается установить TCP-соединение с разными портами, посылая SYN-пакет (S в поле флагов). Сначала идет проба порта 8888, в ответ приходит RST-пакет, а это значит, что порт не прослушивается ни одним сервисом, далее проба порта 587 с тем же результатом. Наконец, Nmap посылает SYN-пакет на 22-й порт (SSH) и получает ответ в виде пакета SYN-ACK:

Порт открыт, и теперь Nmap может успешно закрыть соединение с помощью отправки RST-пакета и перейти к следующим портам. Однако он поступает умнее: посылает подтверждение приема ACK-пакета и сразу переходит к следующим портам. Такое поведение позволяет обойти некоторые системы обнаружения вторжений, но человека, вооруженного сниффером, так просто не проведешь.

Обрати внимание также на номера перебираемых портов, они не генерируются рандомно, а подбираются с учетом наибольшей распространенности. Это значит, что производится быстрое сканирование, а если точнее, Nmap, скорее всего, запущен вообще без каких-либо флагов.

Рис. 1. Классическое TCP-сканирование

Теперь рассмотрим другой метод обнаружения открытых портов — SYN-сканирование (nmap -sS). Такой вид скана принято называть скрытым, потому что во время его никогда не устанавливается полное TCP-соединение, а значит, информация о факте соединения не попадает в логи. Вывод tcpdump для такого вида скана представлен на рис. 2. Он очень похож на лог обычного TCP-сканирования, однако реакция сканера на открытые порты теперь другая:

Рис. 2. Скрытое SYN-сканирование

Видно, что после получения одобрительного пакета SYN-ACK сканер не завершает установку соединения, а сразу обрывает его, уходя от попадания в логи. На рис. 3 можно видеть результат UDP-сканирования. Здесь все очень просто, Nmap перебирает порты с возможными UDP-сервисами, посылая на каждый из них пакет нулевой длины. Если порт закрыт, ОС посылает в ответ сообщение ICMP unreachable:

Рис. 3. UDP-сканирование

В противном случае порт считается открытым. Еще один метод сканирования: null-сканирование с помощью отправки пакетов, не содержащих ни одного установленного флага (nmap -sN). Реакция на такие пакеты может быть разной в зависимости от используемой ОС, но, как видно по следующему листингу, Linux отвечает на них посылкой RST-пакетов:

Также атакующий может применять Xmas-сканирование, при котором пакеты имеют установленные флаги FIN, URG и PUSH (пакет как бы светится флагами, как новогодняя елка):

Как видно, реакция на такие пакеты идентичная. ACK-сканирование (-sA) будет выглядеть в логах tcpdump как отправка множества пакетов с установленным флагом ACK и ответ на них в виде посылки пакетов RST. Однако, если в системе установлен брандмауэр, ответных сообщений приходить не будет, и Nmap сможет понять, фильтруется ли порт.

С помощью tcpdump можно также отследить и различные виды флуда. Например, классический ICMP-флуд в логах будет выглядеть так:

Особую важность здесь имеет поле, содержащее время приема пакета. Ни одно нормальное приложение не будет слать множество ICMP-сообщений за промежуток времени, равный одной тысячной секунды. Другие виды флуда (например, SYN) определяются точно таким же образом.

Взаимодействие с другими программами

Одно из самых важных достоинств tcpdump заключается в том, что формат его отчетов за время существования программы фактически стал стандартом для всех снифферов и сегодня его понимают все более или менее серьезные инструменты анализа трафика. Например, tcpdump можно использовать для генерации дампа на удаленной машине, а затем отправить его на локальную и провести анализ с помощью wireshark:

Здесь мы использовали опцию -w — для записи дампа в стандартный вывод и перенаправили его wireshark, работающему на локальной машине. Таким же образом можно проанализировать трафик с помощью snort:

Перенаправив вывод программы на вход grep, можно найти различные проблемы в работе сети, например выявить пакеты с неправильной контрольной суммой, вывести информацию о которой можно с помощью флага -vv:

Админские штучки

Возможность фильтрации пакетов по данным, содержащимся в заголовке, которую мы рассмотрели в начале первого раздела, очень удобно использовать для отладки различных протоколов и поиска сетевых проблем. Например, мы можем применить ее для отлова сетевых пакетов, передаваемых по протоколу Cisco Discovery Protocol, по которому маршрутизаторы Cisco обмениваются информацией о топологии и состоянии сети:

Таким же образом можно отловить все пакеты, передаваемые по протоколу DHCP (DISCOVER, REQUEST, INFORM), чтобы выявить проблемы подключения клиентов:

Или поймать пакеты, передаваемые в рамках POP3-аутентификации:

Сетевой grep

Сниффер tcpdump хорош своей универсальностью и разнообразием возможностей, однако для поиска конкретных данных внутри передаваемых пакетов его использовать не так просто и удобно. С этой задачей гораздо лучше справляется ngrep, предназначенный для отображения проходящих сетевых пакетов, удовлетворяющих заданной маске.

Например, чтобы найти параметры, передаваемые методами GET и POST в рамках HTTP-сессии, можно использовать следующую команду:

Анализируем SMTP-трафик на всех сетевых интерфейсах:

Опции tcpdump

Таблица наиболее интересных и полезных флагов tcpdump.

• -i [интерфейс] — прослушиваемый сетевой интерфейс, для всех следует указать any.
• -n — не преобразовывать IP-адреса в DNS-имена.
• -nn — не преобразовывать IP-адреса и номера портов.
• -X — показывать содержимое пакета в текстовом и шестнадцатеричном форматах.
• -XX — то же самое плюс содержимое Ethernet-фрейма.
• -v, -vv, -vvv — увеличить количество показываемой информации и пакетов (больше, еще больше, все).
• -c [n] — показывать только первые n пакетов.
• -s [n] — количество байтов, отображаемых для каждого пакета (можно уменьшить для удобства чтения или увеличить для получения большей информации).
• -S — показывать абсолютные номера TCP-последовательности (TCP sequence numbers).
• -e — показывать заголовки Ethernet-фреймов.
• -q — показывать меньше информации (для удобства чтения).
• -E — расшифровать IPsec-трафик с помощью указанного ключа.
• -w — сохранить дамп программы в файл, аргумент — используется для указания stdout.

Выводы

В руках знающего пользователя tcpdump превращается в мощнейший инструмент не только отладки, но и исследования аномалий. Благодаря богатому набору операторов и флагов с его помощью можно вытащить из сетевого эфира и исследовать то, что действительно нужно.

Евгений Зобнин

Редактор рубрики X-Mobile. По совместительству сисадмин. Большой фанат Linux, Plan 9, гаджетов и древних видеоигр.