抓包工具和抓包分析

2024-05-17

抓包工具和抓包分析(精选3篇)

抓包工具和抓包分析 篇1

Wireshark是一个非常好用的抓包工具,当我们遇到一些和网络相关的问题时,可以通过这个工具进行分析,不过要说明的是,这只是一个工具,用法是非常灵活的,所以今天讲述的内容可能无法直接帮你解决问题,但是只要你有解决问题的思路,学习用这个软件就非常有用了,

Wireshark官方下载地址:www.wireshark.org/download.html

如果记不住,可以在百度中输入Wir就可以看到百度智能匹配的关键词了,选择第一个地址进去下载即可。

简单介绍下这个软件的一些常用按钮,因为本人也是接触这个软件不久,所以就简单的说下最常用的按钮好了,打开软件后,下面红框中的按钮从左到右依次是:

-列表显示所有网卡的网络包情况,一般用的很少;

-显示抓包选项,一般都是点这个按钮开始抓包;

-开始新的抓包,一般用的也很少;

-停止抓包,当你抓完包之后,就是点这个停止了;

-清空当前已经抓到的数据包,可以防止抓包时间过长机器变卡;

而实际上,一般我们只要知道上面加粗部分的按钮功能,就可以完成抓包了,剩下的就是如何抓你想要的数据包,如何分析的问题了。

接下来说下抓包选项界面,也就是点第二个按钮出来的界面,同样,这里也只介绍最常用的几个功能,首先下图中最上面的红框是选择需要抓的网卡,选择好网卡后会在下面显示这个网卡的IP地址。

然后Capture Filter中就是要写抓包规则的地方,也叫做“过滤规则”,我们下面要说的很多规则都是要写到这个框里的,规则写好后,点下面的Start就开始抓包了。

当抓包结束之后,如果你需要把抓到的数据包找其他人分析,那么可以点菜单上的file,然后点Save As保存抓到的数据包,如下图:

ok,到这里,基础的使用方法说完了,接下来步入很关键的内容。

使用Wireshark时最常见的问题,是当您使用默认设置时,会得到大量冗余信息,以至于很难找到自己需要的部分。这就是为什么过滤器会如此重要。它们可以帮助我们在庞杂的结果中迅速找到我们需要的信息。

过滤器的区别

捕捉过滤器(CaptureFilters):用于决定将什么样的信息记录在捕捉结果中。需要在开始捕捉前设置。

显示过滤器(DisplayFilters):在捕捉结果中进行详细查找。他们可以在得到捕捉结果后随意修改。

那么我应该使用哪一种过滤器呢?

两种过滤器的目的是不同的。

捕捉过滤器是数据经过的第一层过滤器,它用于控制捕捉数据的数量,以避免产生过大的日志文件。

显示过滤器是一种更为强大(复杂)的过滤器。它允许您在日志文件中迅速准确地找到所需要的记录。

两种过滤器使用的语法是完全不同的。

捕捉过滤器

Protocol(协议):

可能的值: ether, fddi, ip, arp, rarp, decnet, lat, sca, moprc, mopdl, tcp and udp.

如果没有特别指明是什么协议,则默认使用所有支持的协议。

Direction(方向):

可能的值: src, dst, src and dst, src or dst

如果没有特别指明来源或目的地,则默认使用 “src or dst” 作为关键字。

例如,”host 10.2.2.2″与”src or dst host 10.2.2.2″是一样的。

Host(s):

可能的值: net, port, host, portrange.

如果没有指定此值,则默认使用”host”关键字。

例如,”src 10.1.1.1″与”src host 10.1.1.1″相同。

Logical Operations(逻辑运算):

可能的值:not, and, or.

否(“not”)具有最高的优先级。或(“or”)和与(“and”)具有相同的优先级,运算时从左至右进行。

例如,

“not tcp port 3128 and tcp port 23″与”(not tcp port 3128) and tcp port 23″相同。

“not tcp port 3128 and tcp port 23″与”not (tcp port 3128 and tcp port 23)”不同。

例子:

tcp dst port 3128//捕捉目的TCP端口为3128的封包。

ip src host 10.1.1.1//捕捉来源IP地址为10.1.1.1的封包。

host 10.1.2.3//捕捉目的或来源IP地址为10.1.2.3的封包。

ether host e0-05-c5-44-b1-3c//捕捉目的或来源MAC地址为e0-05-c5-44-b1-3c的封包。如果你想抓本机与所有外网通讯的数据包时,可以将这里的mac地址换成路由的mac地址即可。

src portrange 2000-2500//捕捉来源为UDP或TCP,并且端口号在2000至2500范围内的封包。

not imcp//显示除了icmp以外的所有封包。(icmp通常被ping工具使用)

src host 10.7.2.12 and not dst net 10.200.0.0/16//显示来源IP地址为10.7.2.12,但目的地不是10.200.0.0/16的封包。

(src host 10.4.1.12 or src net 10.6.0.0/16) and tcp dst portrange 200-10000 and dst net 10.0.0.0/8//捕捉来源IP为10.4.1.12或者来源网络为10.6.0.0/16,目的地TCP端口号在200至10000之间,并且目的位于网络 10.0.0.0/8内的所有封包。

src net 192.168.0.0/24

src net 192.168.0.0 mask 255.255.255.0//捕捉源地址为192.168.0.0网络内的所有封包。

注意事项:

当使用关键字作为值时,需使用反斜杠“/”。

“ether proto /ip” (与关键字”ip”相同).

这样写将会以IP协议作为目标。

“ip proto /icmp” (与关键字”icmp”相同).

这样写将会以ping工具常用的icmp作为目标。

可以在”ip”或”ether”后面使用”multicast”及”broadcast”关键字。

当您想排除广播请求时,”no broadcast”就会非常有用。

Protocol(协议):

您可以使用大量位于OSI模型第2至7层的协议。点击”Expression…”按钮后,您可以看到它们。

比如:IP,TCP,DNS,SSH

String1, String2 (可选项):

协议的子类。

点击相关父类旁的”+”号,然后选择其子类。

Comparison operators (比较运算符):

可以使用6种比较运算符:

Logical e­xpressions(逻辑运算符):

显示过滤器

例子:

snmp||dns||icmp//显示SNMP或DNS或ICMP封包。

ip.addr == 10.1.1.1//显示来源或目的IP地址为10.1.1.1的封包。

ip.src != 10.1.2.3 or ip.dst != 10.4.5.6  //显示来源不为10.1.2.3或者目的不为10.4.5.6的封包。

换句话说,显示的封包将会为:

来源IP:除了10.1.2.3以外任意;目的IP:任意

以及

来源IP:任意;目的IP:除了10.4.5.6以外任意

ip.src != 10.1.2.3 and ip.dst != 10.4.5.6//显示来源不为10.1.2.3并且目的IP不为10.4.5.6的封包。

换句话说,显示的封包将会为:

来源IP:除了10.1.2.3以外任意;同时须满足,目的IP:除了10.4.5.6以外任意

tcp.port == 25//显示来源或目的TCP端口号为25的封包。

tcp.dstport == 25//显示目的TCP端口号为25的封包。

tcp.flags//显示包含TCP标志的封包,

tcp.flags.syn == 0×02//显示包含TCP SYN标志的封包。

如果过滤器的语法是正确的,表达式的背景呈绿色。如果呈红色,说明表达式有误。

更为详细的说明请见:openmaniak.com/cn/wireshark_filters.php

以上只是抓包和简单的过滤,那么其实如果你要想达到能够分析这些网络包的要求时,还需要了解下一些数据包的标记,比如我们常说的TCP三次握手是怎么回事?

三次握手Three-way Handshake

一个虚拟连接的建立是通过三次握手来实现的

1. (Client) –>[SYN] –>(Server)

假如Client和Server通讯. 当Client要和Server通信时,Client首先向Server发一个SYN (Synchronize) 标记的包,告诉Server请求建立连接.

注意: 一个 SYN包就是仅SYN标记设为1的TCP包(参见TCP包头Resources). 认识到这点很重要,只有当Server收到Client发来的SYN包,才可建立连接,除此之外别无他法。因此,如果你的防火墙丢弃所有的发往外网接口的SYN包,那么你将不 能让外部任何主机主动建立连接。

2. (Client) <– [SYN/ACK] <–(Server)

接着,Server收到来自Client发来的SYN包后,会发一个对SYN包的确认包(SYN/ACK)给Client,表示对第一个SYN包的确认,并继续握手操作.

注意: SYN/ACK包是仅SYN 和 ACK 标记为1的包.

3. (Client) –>[ACK] –>(Server)

Client收到来自Server的SYN/ACK 包,Client会再向Server发一个确认包(ACK),通知Server连接已建立。至此,三次握手完成,一个TCP连接完成。

Note: ACK包就是仅ACK 标记设为1的TCP包. 需要注意的是当三此握手完成、连接建立以后,TCP连接的每个包都会设置ACK位。

这就是为何连接跟踪很重要的原因了. 没有连接跟踪,防火墙将无法判断收到的ACK包是否属于一个已经建立的连接.一般的包过滤(Ipchains)收到ACK包时,会让它通过(这绝对不是个 好主意). 而当状态型防火墙收到此种包时,它会先在连接表中查找是否属于哪个已建连接,否则丢弃该包。

四次握手Four-way Handshake

四次握手用来关闭已建立的TCP连接

1. (Client) –>ACK/FIN –>(Server)

2. (Client) <– ACK <– (Server)

3. (Client) <– ACK/FIN <– (Server)

4. (Client) –>ACK –>(Server)

注意: 由于TCP连接是双向连接, 因此关闭连接需要在两个方向上做。ACK/FIN 包(ACK 和FIN 标记设为1)通常被认为是FIN(终结)包.然而, 由于连接还没有关闭, FIN包总是打上ACK标记. 没有ACK标记而仅有FIN标记的包不是合法的包,并且通常被认为是恶意的。

连接复位Resetting a connection

四次握手不是关闭TCP连接的唯一方法. 有时,如果主机需要尽快关闭连接(或连接超时,端口或主机不可达),RST (Reset)包将被发送. 注意在,由于RST包不是TCP连接中的必须部分, 可以只发送RST包(即不带ACK标记). 但在正常的TCP连接中RST包可以带ACK确认标记

请注意RST包是可以不要收到方确认的?

无效的TCP标记Invalid TCP Flags

到目前为止,你已经看到了 SYN, ACK, FIN, 和RST 标记. 另外,还有PSH (Push) 和URG (Urgent)标记.

最常见的非法组合是SYN/FIN 包. 注意:由于 SYN包是用来初始化连接的, 它不可能和 FIN和RST标记一起出现. 这也是一个恶意攻击.

由于现在大多数防火墙已知 SYN/FIN 包, 别的一些组合,例如SYN/FIN/PSH, SYN/FIN/RST, SYN/FIN/RST/PSH。很明显,当网络中出现这种包时,很你的网络肯定受到攻击了。

别的已知的非法包有FIN (无ACK标记)和”NULL”包。如同早先讨论的,由于ACK/FIN包的出现是为了关闭一个TCP连接,那么正常的FIN包总是带有 ACK 标记。”NULL”包就是没有任何TCP标记的包(URG,ACK,PSH,RST,SYN,FIN都为0)。

到目前为止,正常的网络活动下,TCP协议栈不可能产生带有上面提到的任何一种标记组合的TCP包。当你发现这些不正常的包时,肯定有人对你的网络不怀好意。

UDP (用户数据包协议User Datagram Protocol)

TCP是面向连接的,而UDP是非连接的协议。UDP没有对接受进行确认的标记和确认机制。对丢包的处理是在应用层来完成的。(or accidental arrival).

此处需要重点注意的事情是:在正常情况下,当UDP包到达一个关闭的端口时,会返回一个UDP复位包。由于UDP是非面向连接的, 因此没有任何确认信息来确认包是否正确到达目的地。因此如果你的防火墙丢弃UDP包,它会开放所有的UDP端口(?)。

由于Internet上正常情况下一些包将被丢弃,甚至某些发往已关闭端口(非防火墙的)的UDP包将不会到达目的,它们将返回一个复位UDP包。

因为这个原因,UDP端口扫描总是不精确、不可靠的。

看起来大UDP包的碎片是常见的DOS (Denial of Service)攻击的常见形式 (这里有个DOS攻击的例子,grc.com/dos/grcdos.htm ).

ICMP (网间控制消息协议Internet Control Message Protocol)

如同名字一样, ICMP用来在主机/路由器之间传递控制信息的协议。 ICMP包可以包含诊断信息(ping, traceroute - 注意目前unix系统中的traceroute用UDP包而不是ICMP),错误信息(网络/主机/端口 不可达 network/host/port unreachable), 信息(时间戳timestamp, 地址掩码address mask request, etc.),或控制信息 (source quench, redirect, etc.) 。

你可以在www.iana.org/assignments/icmp-parameters 中找到ICMP包的类型。

尽管ICMP通常是无害的,还是有些类型的ICMP信息需要丢弃。

Redirect (5), Alternate Host Address (6), Router Advertisement (9) 能用来转发通讯。

Echo (8), Timestamp (13) and Address Mask Request (17) 能用来分别判断主机是否起来,本地时间 和地址掩码。注意它们是和返回的信息类别有关的。 它们自己本身是不能被利用的,但它们泄露出的信息对攻击者是有用的。

ICMP消息有时也被用来作为DOS攻击的一部分(例如:洪水ping flood ping,死 ping ?呵呵,有趣 ping of death)?/p>

包碎片注意A Note About Packet Fragmentation

如果一个包的大小超过了TCP的最大段长度MSS (Maximum Segment Size) 或MTU (Maximum Transmission Unit),能够把此包发往目的的唯一方法是把此包分片。由于包分片是正常的,它可以被利用来做恶意的攻击。

因为分片的包的第一个分片包含一个包头,若没有包分片的重组功能,包过滤器不可能检测附加的包分片。典型的攻击Typical attacks involve in overlapping the packet data in which packet header is 典型的攻击Typical attacks involve in overlapping the packet data in which packet header isnormal until is it overwritten with different destination IP (or port) thereby bypassing firewall rules。包分片能作为 DOS 攻击的一部分,它可以crash older IP stacks 或涨死CPU连接能力。

Netfilter/Iptables中的连接跟踪代码能自动做分片重组。它仍有弱点,可能受到饱和连接攻击,可以把CPU资源耗光。

OK,到此为止,关于Wireshark抓包工具的一些小教程已经写完了,而导致我想写这么一个纠结的教程的原因是,前几天通过这个抓包解决了梦幻西游在网维大师无盘上容易掉线的问题,当时捕捉到梦幻西游掉线时的数据包是这样的。

注意下图中的红色数据,123.58.184.241是梦幻西游的服务器,而192.168.1.41是玩梦幻西游的客户机,在掉线时,发现是先有梦幻西游的服务器向客户机发送一个[FIN,ACK]数据包,根据上面的解释,FIN标记的数据包是代表要断开连接的意思,而接着客户机又回给服务器一个确认断开链接包。当看到这个抓包数据时,就意识到,大家说的在网维大师系统虚拟盘上梦幻爱掉线的问题,并非普通的网络问题,因为通过数据包的信息来看,是梦幻服务器主动要求断开链接,产生这个情况无非是以下几个原因:

1、服务器发现客户端非法,比如有外挂什么的,踢掉了客户机;

2、服务器压力大,踢掉了客户机;

3、总之不是客户端问题导致的掉线;

那么既然结论是如此,为什么会有在网维大师系统虚拟盘上容易出现梦幻掉线问题呢?原因是由于网维大师系统虚拟盘是模拟真实硬盘方式来实现的,而在模拟过程中,将硬盘的序列号设置为固定过的OSDIY888了,而梦幻西游刚好后识别客户机硬盘信息,发现大量客户端的硬盘序列号都是一样的,就认为是作弊或者使用挂机外挂了,结果就导致随机被服务器踢下线的情况发生,后来我们将硬盘序列号设置为空,则没再出现该问题。这个问题在未来的新版本中会解决掉。

说这个案例的目的并不是为了说明抓包多有用,而是想说明一些解决问题的思路和方法,有些人是有思路,但是缺方法,比如不会用工具,而有些人收集了很多工具却不会用,而我其实就属于后者,几年前就收集了n多工具,但是用到的没几个。慢慢的学会用这些工具后,发现思维+工具,解决问题是效率暴增,接下来的几天里,会陆续介绍写小工具给大家,也希望大家有空学习下,有问题先百度,再自己摸索,而不是一味的求助,毕竟求人不如求己!自己能直接搞定,是皆大欢喜的事情~

注意:由于某些系统为了防止ARP攻击,都免疫掉了一个Npptools.dll文件,这会导致该软件无法正常安装,打下这个补丁就可以了

抓包工具和抓包分析 篇2

1 抓包工具及其应用

抓包工具是拦截查看网络数据包内容的软件。通过对抓获的数据包进行分析,可以得到有用的信息。目前流行的抓包工具有很多,比较出名的有wireshark、sniffer、httpwatch、iptool等。这些抓包工具功能各异,但基本原理相同。我们的计算机通过向网络上传和从网络下载一些数据包来实现数据在网络中的传播。通常这些数据包会由发出或者接受的软件自行处理,普通用户并不过问,这些数据包一般也不会一直保存在用户的计算机上。抓包工具可以帮助我们将这些数据包保存下来,如果这些数据包是以明文形式进行传送或者我们能够知道其加密方法,那么我们就可以分析出这些数据包的内容以及它们的用途。

目前抓包工具更多的用于网络安全,比如查找感染病毒的计算机。有时也用于获取网页的源代码,以及了解攻击者所用方法、追查攻击者的ip地址等。

2 检测方法

2.1检测原理

安装纯净版的windows XP操作系统并将操作系统升级到最新版本,然后关闭系统的自动更新。这样做的目的是保证在后面的整个检测过程中,向网络发送的数据包以及从网络接收数据包与windows XP操作系统自身无关。

安装某一款抓包工具进行检测,对可能抓取的数据包进行分析。

安装某一款杀毒软件,将该软件升级到最新版本,病毒库更新至最新。关闭杀毒软件的自动更新以及上传可疑文件功能。完成这一步工作后,理论上杀毒软件就应该不会向网络上传数据包也不会从网络上下载数据包。

通过前面安装的抓包工具进行抓包并对抓取的数据包进行分析。

综合上述两次抓包的结果,得出自己的结论。

2.2采用wireshark进行检测

安装纯净版的windows XP操作系统,更新到最新版本并关闭自动更新功能。安装抓包工具wireshark并进行抓包,如果是在局域网内使用,抓包工具抓取的数据包并非只属于用户的计算机,而是属于同一局域网内全部用户的计算机。所用应先查出用户自己的ip地址,然后进行过滤。具体的方法是在windows XP的开始运行对话框中,输入cmd,点确定。在弹出的MS-DOS界面的光标处输入ipconfig并回车,显示的IP Address后面的值就是用户的ip地址。wireshark过滤有两种方式,一种是捕捉过滤,另一种是显示过滤。捕捉过滤用于决定将什么样的信息记录在捕捉结果中,也就是抓取哪个用户计算机发送和接收的数据包,需要在开始捕捉前进行设置。而显示过滤是在捕捉结果中进行查找,可以在得到捕捉结果后随意修改。捕捉过滤的设置,需要在wireshark菜单栏Capture-Capture Filters中对Filter string进行修改,比如设置成ip.scr==用户ip地址,则wireshark只抓取用户计算机发送的数据包;设置成ip.dst==用户ip地址,则wireshark只抓取用户计算机接收的数据包。显示过滤的设置很简单,在wireshark主界面过滤后面的文本框中输入ip.scr==用户ip地址and ip.dst==用户ip地址,则wireshark只显示用户计算机发送和接收的数据包信息。如果用户是采用无线网卡连接网络,进行抓包之前,必须将wireshark菜单栏Capture-Options中use promiscuous mode on all interfaces前面的勾去掉。

图1显示wireshark对纯净版windows XP操作系统进行一个小时抓包的情况。用户计算机发送和接收的数据包的目标地址和来源地址都是在同一局域网内,并没有外网的ip地址,因此可以判断出用户计算机并未向局域网外发送或者接收数据包。

图2和图3显示安装了最新版的360杀毒软件,更新病毒库并关闭病毒库更新和可疑文件上传等功能之后,wireshark抓取的数据包情况,可以发现多了一些ip地址为220.181.24.100和220.181.24.75的数据包,在一整天的不同时段进行抓包都可以发现上述ip地址。

这两个地址都是局域网外的ip地址,通过查询可以知道这两个地址是奇虎科技有限公司的服务器所在电信节点,图4和图为查询的截图。打开其中任意一个数据包,可以发现数据包的内容为密文,如图6所示。

重新安装纯净版的windows XP操作系统,更新到最新版本并关闭自动更新功能。安装最新版的杀毒软件小红伞,更新病毒库并关闭病毒库的自动更新功能。用wireshark进行一个小时抓取的数据包如图7所示,可以看到用户计算机发送和接收的数据包的目标地址和来源地址都是在同一局域网内,并没有外网的ip地址,而且数据一直没有变化,因此可以判断出小红伞并未向局域网外发送或者接收数据包。

2.3采用iptool进行检测

重新安装纯净版的windows XP操作系统,更新系统然后关闭系统自动更新功能。安装抓包工具iptool并进行抓包,可以看到所有数据包的SEQ和ACK的值都为0,如图8所示,说明操作系统与网络没有数据传输。

安装最新版的360杀毒软件,更新病毒库并关闭病毒库更新和可疑文件上传等功能。用iptool抓取数据包,可以看到SEQ和ACK的值不再为0。打开其中任意一个数据包,可以发现其内容是密文,如图9和图10所示。

重新安装纯净版的windows XP操作系统,安装杀毒软件小红伞,将两者更新并关闭自动更新功能。用iptool进行一个小时的抓包,如图11所示,SEQ和ACK的值都为0,说明小红伞没有与网络进行数据传输。

3 结束语

抓包工具和抓包分析 篇3

关键词 移动分组网 抓包工具 维护

1 引言

移动分组技术(GPRS/3G PS)是移动通信与传统数据通信技术相结合的产物,因此业务使用中常见的故障无外乎由移动信令流程或由数据通信流程异常导致。目前移动分组设备厂家所提供的维护终端主要针对移动信令的接续流程,而对于信令接续完成后的数据传输及应用层出现的问题定位则无法进行直观分析判断。然而传统固网数通抓包工具软件在数传及应用层故障分析方面具有现网移动信令跟踪终端工具无法比拟的优势。

本文结合深圳联通移动分组网维护中的典型案例对抓包工具在分组维护中的应用做简要的介绍及探讨。旨在引导移动分组专业维护人员了解并掌握移动信令跟踪与传统抓包工具相结合的综合排障方法,从而提高实际移动分组网维护的效率,及时发现并解决移动分组网设备、网络以及网元局数据存在的故障及隐患,进而提高我们的网络质量。

2 抓包工具在移动分组网维护中的引入

2.1 抓包工具引入背景

移动分组网维护中常见的客户应用故障为分两大类:移动信令故障、数传及应用层故障。对于移动信令部分出现的问题,无论是会话管理(SM)还是移动性管理(MM)流程异常,利用核心网GSN或无线RNC设备的维护台通过信令跟踪可很容易得到定位。但对于那些移动信令交互正常,如终端可以正常完成附着、激活流程却仍然无法访问业务的故障,依靠移动分组设备的信令跟踪工具进行排查则会变得相当麻烦。终端在完成PDP激活后的数据传输出现问题时,只有对数传的IP报文、IP通信的交换过程甚至IP报文的L7层数据做深入解析后才能最终定位问题的根由。而这正是传统固网数通故障排查中常用的抓包工具软件所独有的优势。

移动分组业务在终端完成对网络的附着、PDP激活流程后,后续的业务访问流程与传统的数据通信过程基本相同。只是在SGSN与GGSN间传递的报文需要进行GTP的封装,在GTP隧道内完成传输。

2.2 抓包工具介绍及其常用功能

抓包工具常用数通分析功能有:(1)TCP /UDP/ICMP等报文交互过程分析。这是抓包工具最基本的功能,不详述。(2)数据包传输时延分析。抓包工具支持记录每一抓取报文的时间点,还支持用任一报文与前一报文的时间差来作为记录报文抓取的时间点。据此我们可以实现对特定时间点报文的分析或者实现对节点转发报文时延的计算。(3)L3-L7层IP数据报文分析。实现对IP报文的L3层IP地址头、L4层TCP/UDP头直到L7层的内部信息进行直观分析。(4)数传丢包分析。根据某节点进出两侧的抓包对比,通过比对IP报文中经节点转发后保持不变的Identification字段;或则利用TCP通信的SEQ及ACK序列号分析节点或链路丢包情况。依据此功能我们可分析判断转发报文的设备(路由器、交换机、SGSN、GGSN)是否发生了故障或出现了报文转发瓶颈。

2.3 移动分组网中抓包文件获取方法

移动分组网中抓包文件的常用获取方法有如下几种:(1)转换工具:利用厂家提供的转换工具对移动分组设备(GSN)的维护台跟踪得到的信令文件实施转换,得到抓包文件。目前移动分组网设备厂家基本都提供了类似的工具软件用于实现对维护台跟踪文件的转换。其中华为公司提供的转包工具还支持对某台设备上跟踪到的信令文件区分IN方向(Gn接口→GGSN)以及OUT方向(GGSN->GI接口)的抓包数据分别提取转换,此功能极大的方便了对于GSN设备丢包问题的分析。(2)端口镜像:如分组设备厂家未提供此类工具,则必须自行在分组设备接入的数通设备上采用端口镜像的方式进行抓包获取。端口镜像就是将被监控端口上的数据复制到指定的监控端口,对数据进行分析和监视。在使用抓包终端抓包时,需要将安装有抓包软件的主机的抓包网卡连接到监控端口,来捕获流经被监控端口的数据包。交换机端口镜像的配置方法会随不同厂商、不同型号的交换机而有所区别,具体方法请查阅具体设备的指导手册。

2.4 抓包工具应用条件

在实际故障排查中并非任何故障定位都需要开启抓包工具进行分析。启用抓包分析手段的前提是:利用信令跟踪排除了移动分组信令接续异常(无法附着、无法激活等MM及SM流程异常)导致的故障后,即终端成功激活并获取到了GGSN分配的IP地址但访问业务失败,需要进一步对数传过程及IP报文做深入分析才能定位故障时启用。当然在利用抓包工具分析过程中,仍然需要根据具体的通信过程是否与移动分组的信令接续有相关性,两者相辅相成全面分析才能得出正确的结果。

3 抓包工具在深圳联通移动分组网维护中的实践

3.1 L3层数传报文分析的应用

3.2 报文间转发时延的应用

实例3:09年11月陆续接到大量分组用户反映“晚上20:00以后,HSDPA上网速度不稳定,该时段上网最高速度也仅100KB/S,且经常会降至100Kbit/s。到晚上21点至23点这段时间速度则奇慢无比,连接速度只有几KB/S,终端ping公网时延约500---4000ms并伴随有丢包发生”。而正常情况下在信号覆盖正常区域HSDPA的速度应为2Mbit/s。

分析:在业务异常时段用上网卡拨测并进行了信令跟踪(图5),信令显示终端可以正常附着并激活,且GSN设备也有正常转发的上下行数据报文。由于现网GSN设备厂家的维护台所支持的信令跟踪时间粒度仅能到秒级别,因此从维护台跟踪的信令除可判断出移动分组接续信令正常外,无法分析数传慢的问题所在。

我们知道最简单用于定位导致访问时延过大节点的方法是通过逐段ping包的方式去排查,但因SGSN、GGSN设备均无可用于终端ping测的近用户侧的用户面IP,所以用户端所能ping 测的最近IP是GGSN GI接口IP(如图6)。实际测试终端ping至GI接口的时延已达500-4000ms,仅能证实故障点在GI接口以内包括无线侧、SGSN、Gn承载网以及GGSN设备的范围。由于故障复现时整网不同无线覆盖区域均有客户反映该问题,因而无线的因素可直接排除;通过自GSN的GTP用户面间的icmp包测试也很容易排除了Gn承载网的问题。

于是我们将GGSN设备跟踪的信令数据进行转包,借助于抓包工具来深入分析GGSN设备上报文报文转发时是否异常。为简化报文分析的难度,我们利用抓包工具的过滤器将我们自用户端ping Gi接口的ICMP报文过滤出(如图7)。图7中连续的包1“GTP Echo(ping) request”、包2“ICMP Echo(ping) request“的Identification字段相同可知这两个报文是同一报文。包1是GGSN接收的用户端发出经SGSN 做GTP封装后转发上来的GTP-U包,包2则是GGSN内部完成解包、内容计费处理后转交至GI接口的报文。此处我们将抓包工具中time字段的显示方式调整为与前一捕获到报文的时差即可看到,包2与包1存在约4.194305秒的转发时延,而这就是一个ICMP echo request报文在GGSN内的转发时延。类似分析其余来自SGSN的GTP报文在GGSN内的转发时延均约4秒左右。而自GI经GGSN转发至GN 侧的报文则几乎都是无时延立即完成转发(时延都约0秒)。至此,导致业务异常慢的故障点已找到,正是GGSN设备的上行报文转发出现了故障所致。

该问题提交GGSN厂家研发分析后得出真正的问题根结: GGSN 设备上内容计费规则匹配过大。由于计费规则误配了对所有报文实施内容计费的检测,导致在业务忙时段系统对过多的上行报文都需要进行内容计费的深度检测,使得系统业务处理卡负荷过高引起了故障的发生。而下行报文由于在GGSN内部仅是做表项匹配而不再进行深度检测,因此可以得到实时转发。在调整内容计费规则后,在业务忙时段再无异常出现。

3.3 L7层数据报文分析的应用

3.4 TCP 连接信息分析的应用

根据协议规定可知,后续服务器66.163.168.216应返回的确认报文 seq=1,ack=1+565=566。但实际后续抓包得到的服务器返回报文9—12的序列号是随机的、确认号也不符合协议规定,而且返回报文都是异常中止TCP连接RST报文。直到报文13我们才看到符合协议规定的ACK报文,但由于此前的RST报文中止了TCP连接导致后续视频信息无法得到正常传输而失败。

服务器侧为何在正常TCP握手完毕后突然发起RST报文中止会话呢?对比符合协议规定的报文13与此前TCP握手中服务器返回的SYN报文的TTL 我们会发现二者是一致的均是53(见图10)。

而“非法”报文9-12的TTL则为112、118及57不等,我们知道TTL值反映的是报文自源去往目的地中间所经过的路由器个数。通常情况下数据报文正常路由转发所经的路由器间隔是一致的,即使存在多路由的情况跳数也不会相差太多。但报文9-12的TTL与符合协议规定的报文TTL相差过于悬殊,因此可判断这几个报文并非来自真正视频服务器,应该是网络中间某种设备拦截所致。通过向客户解释该问题发生的原因,客户最终认可了我们的分析。

3.5 利用抓包工具进行节点丢包问题的分析

4 结束语

随着2009年中国3G业务牌照的发放,国内3家运营商正式逐鹿3G市场。作为3G市场最具特色产品移动分组业务必然是客户关注的焦点之一,因此这也对移动分组网络维护水平、维护效率提出更高的要求。

文章结合深圳联通移动分组网维护中的实例,对抓包工具的几种常用功能在移动分组网维护工作中的用途、用法以及问题分析的思路做了介绍。希望为移动分组网的建设及维护人员提供一定的借鉴,启发大家对于这一工具在分组网维护中的应用思路。

参 考 文 献

[1] Richard Sharpe 《WireShark User's Guide》 2010

[2] 张明和 《抓包软件Wireshark安装和应用指导书》 华为技术有限公司 2008

[3] W.Richard Stevens 《TCP/IP详解 卷1: 协议》 Addison Wesley/Pearson 2010

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