从零开始学安全(四十一)●初识Wireshark

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wireshark：Beyond Compare是一个网络封包分析软件。网络封包分析软件的功能是撷取网络封包，并尽可能显示出最为详细的网络封包资料。Wireshark使用WinPCAP作为接口，直接与网卡进行数据报文交换，是目前全世界最广泛的网络封包分析软件
- 标题栏：用于显示所分析的抓包文件的名称、捕获的设备名称以及Wireshark的版本号。
- 菜单栏：Wireshark的标准菜单栏。
- 工具栏：常用功能的快捷图标按钮。
- 筛选区域：我们在实际的数据包分析中，可能在很短的时间内就能够捕获到成千上万的数据包信息。这个时候就需要使用这里的筛选器，加上一定的条件，筛选掉我们并不关心的数据包，从而更好地进行分析。我们在接下来的实际分析课程中，会多次使用筛选功能。
- Packet List面板：显示每个数据帧的摘要。需要强调的是，其实这里所捕获的其实就是数据帧，但是出于表达的习惯，本系列的课程中的大部分时候，我会以“数据包”的叫法来代替“数据帧”以及“分段”。这里采用表格的形式列出了当前捕获文件中的所有数据包，其中包括了数据包序号、数据包捕获的相对时间、数据包的源地址和目标地址、数据包的协议以及在数据包中找到的概况信息等。
- Packet Details面板：分析数据包的详细信息。这个面板分层次地显示了一个数据包中的内容，并且可以通过展开或是收缩来显示这个数据包中所捕获的全部内容。在我们的课程中，Packet List面板以及Packet Details面板是我们重点关注的对象。
- Packet Bytes面板：以十六进制和ASCII码的形式显示数据包的内容。这里显示了一个数据包未经处理的原始样子，也就是在链路上传播时的样子。
- 状态栏：包含有专家信息、注释、包的数量和Profile。

一旦我们开始利用Wireshark进行数据包的捕获，那么所获得的二进制数据就会依照不同的协议的结构进行规范，并且显示在Packet Details面板中。这里我给大家简单介绍一下识别数据包的方法。

在Wireshark中，关于数据包的叫法主要有3个术语，也就是帧、包、段。数据帧的起始点和目的点都是数据链路层；数据包的起始和目的地是网络层；段通常是指起始点和目的地都是传输层的信息单元。这里我们通过以下捕获的数据包来分析一下这三种术语（以下展示的是通过筛选器显示HTTP协议，并查看3934号数据包的情况）：

这里面主要展示了以下五种协议的信息：

Frame：物理层数据帧的情况。
Ethernet II：数据链路层以太网帧头部的信息。
Internet Protocol Version 4：网络层IP包的头部信息。
Transmission Control Protocol：传输层的数据段头部信息，这里显示的是

TCP协议。

Hypertext Transfer Protocol：应用层信息，这里显示的是HTTP协议。下面依据上述所捕获到的数据包的具体情况，对上述前四层的内容进行分析（HTTP 协议在以后的课程中会专门用一次课来讲解）：

物理层数据帧的情况

Frame 3934: 310 bytes on wire (2480 bits), 310 bytes captured (2480 bits) on interface 0# 3934号帧，线路上有310个字节，实际捕获310个字节Interface id: 0 (\Device\NPF_{EF10E4D3-713B-4239-8786-300C825A9D3F})# 接口idEncapsulation type: Ethernet (1)# 封装类型Arrival Time: Nov 26, 2015 11:54:10.987177000 中国标准时间# 捕获日期和时间[Time shift for this packet: 0.000000000 seconds]Epoch Time: 1448510050.987177000 seconds[Time delta from previous captured frame: 0.014178000 seconds]# 当前数据包与前一个数据包的时间间隔[Time delta from previous displayed frame: 0.311034000 seconds][Time since reference or first frame: 10.449670000 seconds]# 当前数据包与第一个数据包的时间间隔Frame Number: 3934# 帧序号Frame Length: 310 bytes (2480 bits)# 帧长度Capture Length: 310 bytes (2480 bits)# 捕获长度[Frame is marked: False]# 此帧是否做了标记：否[Frame is ignored: False]# 此帧是否被忽略：否[Protocols in frame: eth:ethertype:ip:tcp:http:image-gif]# 帧内封装的协议层次结构[Number of per-protocol-data: 1][Hypertext Transfer Protocol, key 0][Coloring Rule Name: HTTP]# 着色标记的协议名称[Coloring Rule String: http || tcp.port == 80 || http2]着色规则显示的字符串

数据链路层以太网帧头部的信息

Ethernet II, Src: Qihoo360_61:0b:0c (d0:fa:1d:61:0b:0c), Dst: Giga-Byt_d4:be:c9 (94:de:80:d4:be:c9)Destination: Giga-Byt_d4:be:c9 (94:de:80:d4:be:c9)# 目标MAC地址Source: Qihoo360_61:0b:0c (d0:fa:1d:61:0b:0c)# 源MAC地址Type: IP (0x0800)# 需要说明的是，为什么上述的源MAC地址以及目标MAC地址的开头明明是“d0:fa:1d”以及“94:de:80”，# 但是Wireshark上显示出来的却是“Qihoo360”以及“Giga-Byt”# 呢？这是因为MAC地址的前3# 个字节表示厂商。而“d0:fa:1d”以及“94:de:80”被分# 配给了奇虎以及技嘉公司。这是全球统一标# 准，所以Wireshark干脆显示出厂商名称了

网络层IP包的头部信息

Internet Protocol Version 4, Src: 220.181.7.190 (220.181.7.190), Dst: 192.168.0.14 (192.168.0.14)Version: 4# 互联网协议IPv4Header Length: 20 bytes# IP包头部的长度Differentiated Services Field: 0x00 (DSCP 0x00: Default; ECN: 0x00: Not-ECT (Not ECN-Capable Transport))# 差分服务字段Total Length: 296# IP包的总长度Identification: 0x2863 (10339)# 标志字段Flags: 0x02 (Don't Fragment)# 标记字段Fragment offset: 0# 分片偏移Time to live: 49# 生存期Protocol: TCP (6)# 当前数据包所封装的上层协议为TCP协议Header checksum: 0x7b43 [validation disabled]# 头部数据的校验和Source: 220.181.7.190 (220.181.7.190)# 源IP地址Destination: 192.168.0.14 (192.168.0.14)# 目标IP地址

传输层TCP数据段的头部信息

Transmission Control Protocol, Src Port: 80 (80), Dst Port: 2488 (2488), Seq: 422, Ack: 3024, Len: 256Source Port: 80 (80)# 源端口号Destination Port: 2488 (2488)# 目标端口号[Stream index: 16][TCP Segment Len: 256]Sequence number: 422 (relative sequence number)# 序列号（相对序列号）[Next sequence number: 678 (relative sequence number)]# 下一个序列号（相对序列号）Acknowledgment number: 3024 (relative ack number)# 确认序列号Header Length: 20 bytes# 头部长度.... 0000 0001 1000 = Flags: 0x018 (PSH, ACK)# TCP标记字段Window size value: 162# 流量控制的窗口大小Checksum: 0x6fc4 [validation disabled]# TCP数据段的校验和筛选器的简单用法

Wireshark的筛选器可以让我们找出我们所希望进行分析的数据包。简单来说，一个筛选器就是定义了一定的条件，用来包含或者排除数据包的表达式。如果在实际的分析中，不希望看到某一些数据包，那么就可以通过筛选器来屏蔽掉它们，从而只显示我们感兴趣的内容。但是这里需要注意的是，有些时候，我们在进行网络分析时，可能会因为设置了不恰当的筛选器而漏掉了一些关于这个网络情况的关键数据，所以筛选器有时候也是一把双刃剑。

筛选器主要是在处理大量的数据时使用，比如我们刚才就使用了筛选器来专门显示HTTP协议的数据包。这是关于筛选器的最简单的一种用法。筛选器也支持与（and）、或（or）、非（not）等逻辑运算符，可以加强筛选的效率。比如我们可以通过如下语句来显示出所有IP地址为180.97.34.134，端口号为80的数据包：

ip.addr==180.97.34.134 and tcp.port==80

或者也可以查看所有非TCP协议的协议：

!tcp

除了逻辑操作符，在筛选器中还可以使用比较操作符，比如等于（==）、不等于（!=）、大于（>）、小于（<）、大于等于（>=）以及小于等于（<=）等。比如我们现在只想查看长度小于等于150字节的数据包，则可以使用如下命令：

frame.len<=150

最后再讲一下Wireshark的协议域筛选器。这个功能可以帮助我们通过检查协议头中的某一个字节来创建筛选条件，或者也可以匹配一个数据包中从某一特定位置开始一定数量的字节。举例来说，比如我们想捕获带有(PSH,ACK)标志的TCP数据包。那么就可以检测TCP协议中偏移为13的标志位的情况。尽管这个标志位只有1 个字节，但是这个字节中的每一个比特位都是一个标志。

我们可以用如下命令进行查看：

tcp[13]==0x18