Erinevus lehekülje "Võrgudiagnostika" redaktsioonide vahel

Redaktsioon: 6. juuli 2008, kell 21:00

Sisukord

1 Sissejuhatus
2 tcpdump
3 ping
4 traceroute
5 nmap
- 5.1 võrgust arvutite leidmine
- 5.2 Üksikute arvutite omaduste kindlakstegemine
6 arping
7 tcpflow
8 Wireshark
9 hping
10 netcat
11 netstrain

Sissejuhatus

Käesolev tekst on esitatud oma võrgu ja tulemüüride ning tcp/ip protokolli paremaks tundmaõppimiseks. Selle tekstiga ei julgustata võõraste võrkude ega arvutite uurimist.

Reeglina tuleb esitatud programme kasutada juurkasutajana.

tcpdump

Programm tcpdump kuulub OpenBSD tarkvara põhiosa koosseisu ning tema abil saab kuulata võrguseadmel pealt liiklust. Tulemust võib salvestada fail täies mahus või esitada ip paketti puudutavaid huvipakkuvaid andmeid programmi standardväljundisse. Oluline on tähele panna, et tcpdump kuulab pealt seadet, st sisenevad paketid paistavad nii nagu nad olid enne RDR-teisendust ning väljuvad paketid on sellised nagu nad on peale NAT-teisendust.

tcpdump programmiga saab filtreerida liiklust selliste tunnuste järgi

protokoll (nt icmp, tcp, udp, arp)
andmevahetuse lähte ja sihtpunkti ip aadress
andmevahetuse lähte ja sihtpunkti port
ip paketi lippude järgi (nt salvestada vaid SYN pakette)

Kui näiteks on kahtlusi kas kaks arvutit, 192.168.10.210 ja 192.168.10.11 (vastav võrguseade olgu em0) näevad üksteist, siis tuleks arvutis 192.168.10.210 öelda

 # ping 192.168.10.11
 PING 192.168.10.11 (192.168.10.11): 56 data bytes
 64 bytes from 192.168.10.11: icmp_seq=0 ttl=64 time=0.422 ms
 64 bytes from 192.168.10.11: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.306 ms

ning teises arvutis võrguseadmel em0 ICMP protokolli filtreerimiseks tuleb öelda

 # tcpdump -nettti em0 icmp
 tcpdump: listening on em0, link-type EN10MB
 May 19 16:23:10.480585 00:0e:0c:ba:4b:3e 00:16:3e:6a:0c:4b 0800 98: 192.168.10.210 > 192.168.10.11: icmp: echo request
 May 19 16:23:10.480829 00:16:3e:6a:0c:4b 00:0e:0c:ba:4b:3e 0800 98: 192.168.10.11 > 192.168.10.210: icmp: echo reply
 May 19 16:23:11.490525 00:0e:0c:ba:4b:3e 00:16:3e:6a:0c:4b 0800 98: 192.168.10.210 > 192.168.10.11: icmp: echo request
 May 19 16:23:11.490639 00:16:3e:6a:0c:4b 00:0e:0c:ba:4b:3e 0800 98: 192.168.10.11 > 192.168.10.210: icmp: echo reply

Väljundina esitatakse

paketi jälgimise aeg
kummagi poole MAC aadressid
paketi ethertype (0800 on ipv4 protokoll)
paketi suurus baitides
osaliste ip aadresid
paketi sisulisemad andmed, antud juhul on tegu icmp echo pärginute ja vastustega

Antud juhul saab järeldada, et võrguühendus arvutite vahel on olemas. St kuigi ping ise näitab väljundit annab teises arvutis võrgu pealtkuulamine täieliku kinnituse, et paketid just sinna välja jõuavad.

tcpdump võimaldab kasutada avaldisi, millega peab pakett klappima, nt SYN pakettide jälgmiseks

 # tcpdump -n -i em0 'tcp[13] & 2 != 0' and dst 10.0.6.180 and port 80

ping

Ping utiliidi abil saab hõlpasti veenduda, et kahe punkti vahel on füüsiliselt võrguühendus olemas. Ping kasutab andmevahetuseks ICMP (Internet Control Message Protocol) protokolli ja arusaadavalt ei tohi sellise kontrolli õnnestumiseks kahe punkti vahel olla ICMP protokolli kasutamine takistatud, täpsemini ICMP echo request ja ICMP echo reply sõnumite vahetamine.

Kasutamiseks tuleb ühes punktis öelda

 # ping 192.168.10.11
 PING 192.168.10.11 (192.168.10.11): 56 data bytes
 64 bytes from 192.168.10.11: icmp_seq=0 ttl=64 time=3.922 ms
 64 bytes from 192.168.10.11: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.286 ms
 64 bytes from 192.168.10.11: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.274 ms
 64 bytes from 192.168.10.11: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.193 ms

Väljundist on näha, et pöördutud aadress vastab, vastused on järjekorras ja kadudeta saabunud ning vastuse saamise aeg on suhteliselt stabiilne. Võib järeldada, et võrk toimib.

traceroute

Traceroute utiliidi abil saab jälgida, millistest võrgusõlmedest käib kahe punkti vahel toimuv liiklus läbi. Traceroute kasutab andmevahetuseks vaikimisi UDP protokolli ning asjaolu, et kui IP pakett läbib võrgusõlme, siis vähendatakse päises olevat TTL väärtust ühe võrra kusjuures kui võrgusõlme jõuab pakett, mille TTL väärtus on üks, siis saadetakse tagasi ICMP vastus

  icmp: time exceeded in-transit

UDP pakett saadetakse vaikimisi porti 33434 (eeldades, et sihtpunktiks olevas arvutis ei kuula seal teenust). Esimese paketi TTL on väärtusega 1 ning 'icmp: time exceeded in-transit' saadakse vaikelüüsilt. Järgmise paketi TTL seatakse 2 ning 'icmp: time exceeded in-transit' saadakse järgmises võrgu sõlmpunktis asuvalt ruuterilt jne kuni lõpuks UDP puhul saadakse sihtpunktilt vastuseks

 icmp: 172.168.1.1 udp port 33443 unreachable

UDP asemel on võimalik kasutada ka ICMP või TCP protokolli, aga UDP annab praktikas kõige paremaid tulemusi. Toome näite kasutades ICMP protokolli kuna liiklust sisaldavas võrgus on tulemust nii parem näha ja esitada. Ütleme arvuti ühes promptis

 # traceroute -n -q 1 -I cache.eenet.ee 
 traceroute to cache.eenet.ee (193.40.133.134), 64 hops max, 40 byte packets
  1  195.80.102.33  0.494 ms
  2  213.184.51.121  0.418 ms
  3  194.116.188.19  0.524 ms
  4  193.40.133.187  4.724 ms
  5  193.40.133.134  3.760 ms

ning kuulates samas arvutis liiklust pealt teises promptis näeme

 # tcpdump -nttti em3 icmp 
 tcpdump: listening on em3, link-type EN10MB
 May 19 18:12:08.419036 195.80.102.35 > 193.40.133.134: icmp: echo request [ttl 1]
 May 19 18:12:08.419459 195.80.102.33 > 195.80.102.35: icmp: time exceeded in-transit [tos 0xc0]
 May 19 18:12:08.419659 195.80.102.35 > 193.40.133.134: icmp: echo request
 May 19 18:12:08.419957 213.184.51.121 > 195.80.102.35: icmp: time exceeded in-transit [tos 0xc0]
 May 19 18:12:08.420152 195.80.102.35 > 193.40.133.134: icmp: echo request
 May 19 18:12:08.420582 194.116.188.19 > 195.80.102.35: icmp: time exceeded in-transit
 May 19 18:12:08.420760 195.80.102.35 > 193.40.133.134: icmp: echo request
 May 19 18:12:08.424455 193.40.133.187 > 195.80.102.35: icmp: time exceeded in-transit
 May 19 18:12:08.424638 195.80.102.35 > 193.40.133.134: icmp: echo request
 May 19 18:12:08.428660 193.40.133.134 > 195.80.102.35: icmp: echo reply

Vahel esineb traceroute väljundis real * märk, mis tähendab, et vaatlusalune võrgusõlm ei vastanud 'icmp: time exceeded in-transit' teatega või see teade ei jõudnud kohale

 # traceroute -n -q 1 -I www.eenet.ee
 traceroute to www.eenet.ee (193.40.0.131), 64 hops max, 60 byte packets
  1  84.50.96.137  58.500 ms
  2  88.196.144.137  5.230 ms
  3  90.190.153.17  4.325 ms
  4  195.250.191.17  8.805 ms
  5  *
  6  194.116.188.19  9.124 ms
  7  193.40.133.187  11.953 ms
  8  193.40.0.131  11.744 ms

nmap

Programm nmap on populaarne võrgu kaardistamise vahend, mida võrguadministraatorid ja süsteemiadministraatorid armastavad kasutada teenuste kontrollimiseks, samuti diagnostikavahendina probleemide või kahtluste olemasolul. Lisaks tundub, et pahalased kasutavad sarnast võrgu kaardistamise vahendit ründe sihtmärkide kindlakstegemiseks. Nmap töö põhineb erinevate omadustega pakettide väljasaatmisel ning vastuste (sh saamatajätmise) analüüsil. Üldiselt võiks eristada kahte taset nmapi kasutamisel

võrgus arvutite leidmine (ingl. k. host discovery)
üksikute arvutite omaduste kindlakstegemine (nt millistel portidel pakutakse teenust) (ingl. k. port scanning)

võrgust arvutite leidmine

Võrgus arvutite kindlakstegemiseks on nmap'il kaks võtitit, -sL ja -sP

Selleks, et lihtsalt kuvada subnetis olevad ip aadressid koos pöördteisendustega, mingit skaneerimist ei toimu

 # nmap -sL 192.168.1.0/24
 
 Starting Nmap 4.53 ( http://insecure.org ) at 2008-06-23 22:30 EEST
 Host 192.168.1.0 not scanned
 Host sipsik.loomaaed.tartu.ee (192.168.1.1) not scanned
 Host www.loomaaed.tartu.ee (192.168.1.2) not scanned
 Host vaktsiin.loomaaed.tartu.ee (192.168.1.3) not scanned
 Host loomaaed.tartu.ee (192.168.1.4) not scanned
 Host 192.168.1.5 not scanned
 Host hilja.loomaaed.tartu.ee (192.168.1.6) not scanned
 ..
 Nmap done: 256 IP addresses (0 hosts up) scanned in 0.142 seconds

Selleks, et saada subnetis olevate arvutite mac aadresside nimekirja sobib öelda

 # nmap -sP 192.168.1.0/24 -n
 
 Starting Nmap 4.53 ( http://insecure.org ) at 2008-06-23 23:03 EEST
 Host 192.168.1.1 appears to be up.
 MAC Address: 00:16:3E:1C:3C:B3 (Xensource)
 Host 192.168.1.2 appears to be up.
 MAC Address: 00:16:3E:2C:7E:DD (Xensource)
 Host 192.168.1.3 appears to be up.
 MAC Address: 00:18:F8:E5:F8:F2 (Cisco-Linksys)
 Host 192.168.1.4 appears to be up.
 MAC Address: 00:0C:42:07:1A:46 (Routerboard.com)
 Nmap done: 256 IP addresses (5 hosts up) scanned in 6.054 seconds

Kui nö teises aknas võrku kuulata, näeb, et nmap teeb subneti iga ip aadressi kohta arp päringu, väga efektiivne moodus arvuti olemasolu kindlakstegemiseks

 # tcpdump -nettti fxp1 arp
 Jun 23 22:49:26.743432 00:02:55:ee:42:72 ff:ff:ff:ff:ff:ff 0806 42: arp who-has 192.168.1.1 (ff:ff:ff:ff:ff:ff) tell 192.168.1.254
 Jun 23 22:49:26.743466 00:02:55:ee:42:72 ff:ff:ff:ff:ff:ff 0806 42: arp who-has 192.168.1.2 (ff:ff:ff:ff:ff:ff) tell 192.168.1.254
 Jun 23 22:49:26.943286 00:02:55:ee:42:72 ff:ff:ff:ff:ff:ff 0806 42: arp who-has 192.168.1.3 (ff:ff:ff:ff:ff:ff) tell 192.168.1.254
 Jun 23 22:49:26.943339 00:02:55:ee:42:72 ff:ff:ff:ff:ff:ff 0806 42: arp who-has 192.168.1.4 (ff:ff:ff:ff:ff:ff) tell 192.168.1.254
 ..

Kui sedasi pöörduda mittelokaalse võrgu poole, siis nmap saadab icmp echo requesti ning tcp ack paketi porti 80 (mis tavaliselt ei saa tulemüüridest edasi, kuna ei kuulu ühenduse hulka) ning näitab samuti tulemust.

Lisaks saab -sP võtmega koos kasutada nn probe'isid (-PS, -PA jt) võtmeid, et vaikimisi käitumist muuta.

Nmap programmi võrgust arvutite leidmise protseduuri väljundi saab salvestada faili, et seda seejärel üksikute arvutite omaduste kindlakstegemiseks kasutada, näiteks selliselt, -oG võtme kasutamisel salvestatakse väljund võimalikult nö grep'itavas formaadis

 # nmap -sP 192.168.1.0/24 -oG /tmp/nmap-192.168.1.0-24.log

Üksikute arvutite omaduste kindlakstegemine

Üksikute arvutite omaduste all mõeldaks seda, millises olekus on tema erinevad pordid, näiteks

open - pordil töötab rakendus
closed - pordile ei ole ligipääs takistatud, aga rakendust ei tööta (tavaliselt saadab arvuti nmapile vastuseks RST paketi)
filtered - nmap ei saa kindlaks teha pordi olekut (kas open või closed) kuna vaatlusaluses endas või tema eest töötab paketifilter

Tegemaks kindlaks, kas failis /tmp/192.168.1.0-24.log sisalduvatel ip aadressidel vastab SYN paketile 22 port tuleb näiteks öelda

 # nmap -p T:22 -sS -iL /tmp/nmap.log -PN -oG -

-oG - tundub, et väljund on sedasi pisut paremini loetav kui vaikimisi
-PN - nmap ei soorita taustal nn host discovery't, kui tcpflow abil liiklust jälgida, on pilt selgem

Sedasi on näiteks ka hea kontrollida, kas oma synproxy režiimis käivitatud tulemüür ikka toimib nõuetekohaselt.

Nmap võimaldab vaatlusaluse arvuti tcp/ip stackiga suhtlemisel saadud info põhjal kaudselt ennustada selle arvuti operatsioonisüsteemi

 # nmap -A 192.168.0.239     
 Starting Nmap 4.53 ( http://insecure.org ) at 2008-04-10 23:12 EEST
 Interesting ports on 192.168.0.239:
 Not shown: 1711 closed ports
 PORT    STATE SERVICE VERSION
 22/tcp  open  ssh     OpenSSH 4.7p1 Debian 2 (protocol 2.0)
 MAC Address: 00:11:25:85:64:34 (IBM)
 Device type: general purpose
 Running: Linux 2.6.X
 OS details: Linux 2.6.17 - 2.6.20
 Uptime: 0.640 days (since Thu Apr 10 07:51:45 2008)
 Network Distance: 1 hop
 Service Info: OSs: Unix, Linux
 
 OS and Service detection performed. Please report any incorrect results at http://insecure.org/nmap/submit/ .
 Nmap done: 1 IP address (1 host up) scanned in 20.592 seconds

arping

Erinevalt programmist ping, mis saadab võrku ip pakette (ethertype 0x0800) tekitab arping arp pakette (ethertype 0x0806). Kui ühes aknas pingida/arpingida ja teises jälgida liiklust, siis paistavad erinevused sellised

 # ping 192.168.10.251

 # tcpdump -nettti em0 arp or icmp
 Jun 24 13:27:08.032376 00:0e:0c:ba:4b:3e 00:0c:42:07:1a:45 0800 98: 192.168.10.210 > 192.168.10.251: icmp: echo request
 Jun 24 13:27:08.032511 00:0c:42:07:1a:45 00:0e:0c:ba:4b:3e 0800 98: 192.168.10.251 > 192.168.10.210: icmp: echo reply

 # arping 192.168.10.251

 # tcpdump -nettti em0 arp or icmp
 Jun 24 13:27:10.069533 0c:80:18:03:00:00 ff:ff:ff:ff:ff:ff 0806 42: arp who-has 192.168.10.251 tell 192.168.10.210
 Jun 24 13:27:10.069644 00:0c:42:07:1a:45 0c:80:18:03:00:00 0806 60: arp reply 192.168.10.251 is-at 00:0c:42:07:1a:45

tcpflow

Programm tcpflow abil on hea uurida rakenduskihile vastavate andmete liikumist võrgus, nt jälgida http päringud ja vastuseid. tcpflow salvestab käesolevasse kataloogi (ingl. k. current directory) tabatud liikluse automaatselt moodustatud failinimesid kasutades

 # mkdir /tmp/ftp.aso.ee
 # cd /tmp/ftp.aso.ee
 # tcpflow -i rl0 host ftp.aso.ee                                                                                                                                       
 # ls -l
 total 8
 -rw-r--r--  1 root  wheel  104 Jun 13 10:22 084.050.096.138.50120-213.184.032.082.00080
 -rw-r--r--  1 root  wheel  847 Jun 13 10:22 213.184.032.082.00080-084.050.096.138.50120

Failinimedes kasutatakse kasutatud pordinumbreid, päring

 # cat 084.050.096.138.50120-213.184.032.082.00080
 GET /README HTTP/1.0
 User-Agent: Wget/1.11.2
 Accept: */*
 Host: ftp.aso.ee
 Connection: Keep-Alive

ning vastus

 # cat 213.184.032.082.00080-084.050.096.138.50
 HTTP/1.1 200 OK
 Date: Fri, 13 Jun 2008 07:22:50 GMT
 Server: Apache
 Last-Modified: Mon, 05 Nov 2007 19:14:36 GMT
 ETag: "1c980fa-22e-53bd1f00"
 Accept-Ranges: bytes
 Content-Length: 558
 Keep-Alive: timeout=15, max=100
 Connection: Keep-Alive
 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8
 
 Welcome to the Estonian Informatics Center's FTP server!
 
 On this server are hosted following software distributions
 
 Debian GNU/Linux - /debian
 Ubuntu Linux     - /pub/ubuntu
 Mandriva Linux   - /pub/Mandrake
 X-Road System    - /pub/x-tee
 Solaris CSW      - /pub/csw
 OpenBSD          - /pub/OpenBSD
 
 You can access data anonymously using http, ftp or rsync protocol and
 one of these domainnames: 
 
 ftp.aso.ee
 ftp.ria.ee
 ftp.ee.debian.org
 
 If you have any comments or encounter problems using this archive, please send
 them via e-mail to ftpmaster_at_aso.ee.

Wireshark

Tarkvara Wireshark eelised avalduvad tema ülevaatlikkust võimaldavas graafilises kasutajaliideses, kus on võimalus

liiklust filtreerida nt otspunktide ip aadresside, protokolli vms parameetrite alusel
saab hõlpsasti eristada liiklusest tcp sessioone
saab ülevaatlikult näha paketi kapseldust OSI kihtide mõttes

Wireshark kasutamist on mõistlik korraldada nii, et tulemüüris salvestatakse liiklus tcpdump abil faili ning see fail kopeeritakse töökohaarvutisse kuhu on paigaldatud Wireshark. Wireshark kasutajaliides näeb välja selline, antud juhul on kuulatud pealt liiklust tulemüürist ftp.aso.ee arvutiga

 # tcpdump -n -i rl0 -s 1600 -w /tmp/ftp.aso.ee.log ftp.aso.ee

Seejärel on käivitatud wireshark

 linux$ wireshark ftp.aso.ee.log

Wiresharkis on filtreeritud välja ainult liiklus ftp.aso.ee arvutiga (kui seda praktiliselt pole ka vaja filtreerida, kuna ainult seda kuulatigi tcpflow'ga). Allolevalt pildilt on näha kuidas Wireshark esitab väljundit kolmas üksteise kohal paiknevas raamis

ülemises raamis on esitatud filtreeritud 10 paketti, järjekorranumber, aeg, lähte ja siht aadress, protokoll ja muu info
keskmises raamis esitatakse ülemises raamis ära märgitud paketi kapseldatud koosseis, on näha ISO kihid kusjuures wireshark interpreteerib lisaks paketi nn payloadis olevaid andmeid
alumises raamis on esitatud paketi sisu kõrvuti kahes tulbas, 16nd süsteemis ning võimalusel vastavad ascii sümbolid, kusjuures keskmises raamis märgitule on ära vastav osa ära tähistatud

Näiteks võib antud juhul jälgida kuidas ühenduse loomiseks ja lõpetamiseks on vahetatud vastavalt kolm ja kolm paketti, ning sisuliste andmete vahetamiseks on kokku saadetud neli paketti. Välja arvatud erijuhud üldiselt ongi nii, et andmevahetusel osapooled saadavad üksteisele samas suurusjärgus pakette, isegi kui tegu on sisuliselt ühesuunalise andmevahetusega. Ja eriliselt võiks antud juhul tähele panna, et tcp ühenduse sees saadetakse andmeid mõlemas suunas.

Antud juhul kuuluvad juba tcpdump abil salvestatud ühte tcp sessiooni, kuid wiresharkil on võimalus suuremat hulgast pakettidest välja filtreerida ka ühe tcp sessiooni. Selleks tuleb ülemises raamis valida mingi paketi peal olles hiire parema nupuga avanevast hüpikmenüüst 'Follow TCP Stream' ning esitakse sessioonis toimunud http get päringu sisu ja vastuse sisu

hping

Programm hping võimaldab konstrueerida ja võrku saata igasuguseid pakette. Tarkvarast on kolm populaarset versiooni, hping, hping2 ja hping3. Näiteks SYN paketi tekitamiseks tuleb öelda

 # hping -S -c 4 -p 80 192.168.10.12
 HPING farm.loomaaed.tartu.ee (em0 192.168.10.12): S set, 40 headers + 0 data bytes
 len=46 ip=192.168.10.12 ttl=56 DF id=60008 sport=80 flags=SA seq=0 win=5840 rtt=9.4 ms
 len=46 ip=192.168.10.12 ttl=56 DF id=53433 sport=80 flags=SA seq=1 win=5840 rtt=9.8 ms
 len=46 ip=192.168.10.12 ttl=56 DF id=39504 sport=80 flags=SA seq=2 win=5840 rtt=9.5 ms
 len=46 ip=192.168.10.12 ttl=56 DF id=54821 sport=80 flags=SA seq=3 win=5840 rtt=9.5 ms

netcat

Programm netcat on operatsioonisüsteemi osa ja võimaldab hõlpsasti testida võrku, sarnane tuntub programmile socket. Ühes arvutis tuleb ta käivitada porti kuulama öeldes, näiteks faili /tmp/filename.out kopeerimiseks

 # nc -l 1010 > /tmp/filename.out

ja teisest pöörduda

 # nc teise.arvuti.ip.aadress 1010 < /tmp/filename.out

netstrain

Programm netstrain, mille paigaldamine toimub öeldes

 # pkg_add netstrain

võimaldab tekitada ja jälgida võrgus tcp koormust. Ühes arvutis tuleb netstraind käivitada

 # netstraind -4 1010 
 NetStrain 3.0  (c) 2002 Christoph Pfisterer <cp@chrisp.de>
 Listening on 0.0.0.0 port 1010 using IPv4...
 One-shot server waiting for connection
 Incoming connection from 172.16.3.254 port 5606

ning teisest pöörduda

 # netstrain -4 172.16.3.251 1010 both 
 NetStrain 3.0  (c) 2002 Christoph Pfisterer <cp@chrisp.de>
 Looking up hostname 172.16.3.251...
 Connecting to 172.16.3.251 port 1010 using IPv4...
 Connected
 sent:      6450M,   10589.2K/s total,   10586.8K/s current
 recv'd:    6252M,   10264.4K/s total,   10286.5K/s current