用户态 tcpdump 如何实现抓到内核网络包的?

用户态 tcpdump 怎样实现抓到内核网络包？

在网络诊断和监控中，tcpdump 是一个非常强势的工具，它允许用户捕获和分析网络中的数据包。然而，默认情况下，tcpdump 只能捕获用户态应用程序产生的网络数据包。要抓取内核网络包，需要一些额外的设置和权限。以下是怎样在用户态使用 tcpdump 抓取内核网络包的详细步骤。

### 1. 获取 root 权限

由于内核网络包的捕获需要访问系统的网络栈，这通常需要 root 权限。确保你在具有相应权限的账户下运行以下命令。

### 2. 安装 tcpdump

确保你的系统上安装了 tcpdump。大多数 Linux 发行版都包含 tcpdump，或者你可以使用包管理器进行安装。

bash

sudo apt-get install tcpdump # 对于基于 Debian 的系统

sudo yum install tcpdump # 对于基于 Red Hat 的系统

### 3. 使用 raw socket

tcpdump 通过 raw sockets 来捕获网络数据包。raw sockets 是一种特殊的套接字，允许应用程序直接访问网络层的数据包。

#### 创建 raw socket

bash

sudo tcpdump -i any -w - | ./your_application

这里 `-i any` 描述监听所有接口，`-w -` 描述将捕获的数据包写入标准输出。

#### 编写应用程序

你需要编写一个应用程序，该应用程序可以读取标准输入流中的数据包，并将其变成可用的格式。以下是一个单纯的 Python 示例：

python

import socket

import struct

def process_packet(packet):

eth_length = 14

eth_header = packet[:eth_length]

eth = struct.unpack('!6s6sH', eth_header)

eth_protocol = socket.ntohs(eth[2])

if eth_protocol == 8: # IP 协议

ip_header = packet[eth_length:20+eth_length]

iph = struct.unpack('!BBHHHBBH4s4s', ip_header)

version_ihl = iph[0]

ihl = version_ihl & 0xF

iph_length = ihl * 4

protocol = iph[6]

s_addr = socket.inet_ntoa(iph[8])

d_addr = socket.inet_ntoa(iph[9])

print('IP Header ->')

print(' Version : %d' % version_ihl & 0xF)

print(' IP Header Length : %d DWORDS or %d BYTES' % (ihl, ihl * 4))

print(' Type Of Service : %d' % iph[1])

print(' Total Length : %d' % iph[2])

print(' Identification : %d' % iph[3])

print(' Fragment Flag : %d' % (iph[6] & 0x20))

print(' Fragment Offset : %d' % (iph[6] & 0x1F) * 8)

print(' Time to Live : %d' % iph[8])

print(' Protocol : %d' % protocol)

print(' Header Checksum : %d' % iph[10])

print(' Source Address : %s' % s_addr)

print(' Destination Address : %s' % d_addr)

while True:

packet = input()

process_packet(packet)

在这个例子中，我们创建了一个单纯的应用程序，它读取从 tcpdump 生成的数据包，并解析 IP 头部。

### 4. 使用 bpf 过滤器

为了减成本时间高效能，你可以使用 Berkeley Packet Filter (BPF) 来过滤不需要的数据包。BPF 是一种用于数据包过滤的语言，它允许你定义复杂化的过滤规则。

bash

sudo tcpdump -i any -w - -nn 'ip and tcp'

这个例子中，`-nn` 描述不将地址解析为域名，`ip and tcp` 是一个单纯的 BPF 过滤器，它只捕获 IP 协议中 TCP 协议的数据包。

### 5. 使用 PF_PACKET 套接字

如果你想要更细粒度的控制，可以使用 PF_PACKET 套接字来直接访问原始数据包。

bash

sudo tcpdump -i any -w - -s0 -nn

这里的 `-s0` 描述不截断数据包，以便你可以看到完整的头部。

### 6. 注意事项

- 在使用 tcpdump 时，请确保遵守当地法律和规定。

- 由于稳固原因，某些操作系统也许局限了对 raw sockets 的访问。

- 在生产环境中，请谨慎使用 tcpdump，考虑到它也许会对网络性能产生负面影响。

通过以上步骤，你可以在用户

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