TCPIP详解大作业.doc

成绩：TCP/IP协议分析大作业课程名称：TCP/IP协议分析大作业实验项目：抓捕网络数据包及分析姓 名：专 业：班 级：学 号：计算机科学与技术学院网络系实验2017 年 6月 28 日实验项目名称 抓捕网路数据及分析 1、 实验目的 1.学习使用网络抓包工具 2.分析抓捕数据 3.分析原理2、 实验工具 1.Sniffer软件 2.VMvare 3.windows 2000 操作系统3、 Sniffer含义及工作原理 1.有关sniffer及sniffer的含义 sniffers(嗅探器)几乎和internet有一样久的历史了.Sniffer是一种常用的收集有用数据方法，这些数据可以是用户的帐号和密码，可以是一些商用机密数据等等。随着Internet及电子商务的日益普及,Internet的安全也越来越受到重视。在Internet安全隐患中扮演重要角色之一的Sniffer以受到越来越大的关注，所以今天我要向大家介绍一下介绍Sniffer以及如何阻止sniffer。 大多数的黑客仅仅为了探测内部网上的主机并取得控制权，只有那些雄心勃勃的黑客，为了控制整个网络才会安装特洛伊木马和后门程序，并清除记录。他们经常使用的手法是安装sniffer。 在内部网上，黑客要想迅速获得大量的账号（包括用户名和密码），最为有效的手段是使用 sniffer 程序。这种方法要求运行Sniffer 程序的主机和被监听的主机必须在同一个以太网段上，故而在外部主机上运行sniffer是没有效果的。再者，必须以root的身份使用sniffer 程序，才能够监听到以太网段上的数据流。谈到以太网sniffer，就必须谈到以太网sniffing。 那么什么是以太网sniffer呢? 以太网sniffing是指对以太网设备上传送的数据包进行侦听，发现感兴趣的包。如果发现符合条件的包，就把它存到一个log文件中去。通常设置的这些条件是包含字username或password的包。 它的目的是将网络层放到promiscuous模式，从而能干些事情。Promiscuous模式是指网络上的所有设备都对总线上传送的数据进行侦听，并不仅仅是它们自己的数据。根据第二章中有关对以太网的工作原理的基本介绍，可以知道：一个设备要向某一目标发送数据时，它是对以太网进行广播的。一个连到以太网总线上的设备在任何时间里都在接受数据。不过只是将属于自己的数据传给该计算机上的应用程序。 利用这一点，可以将一台计算机的网络连接设置为接受所有以太网总线上的数据，从而实现sniffer。 sniffer通常运行在路由器，或有路由器功能的主机上。这样就能对大量的数据进行监控。sniffer属第二层次的攻击。通常是攻击者已经进入了目标系统，然后使用sniffer这种攻击手段，以便得到更多的信息。 sniffer除了能得到口令或用户名外，还能得到更多的其他信息，比如一个其他重要的信息，在网上传送的金融信息等等。sniffer几乎能得到任何以太网上的传送的数据包。黑客会使用各种方法，获得系统的控制权并留下再次侵入的后门，以保证sniffer能够执行。在Solaris 2.x平台上，sniffer 程序通常被安装在/usr/bin 或/dev目录下。黑客还会巧妙的修改时间，使得sniffer程序看上去是和其它系统程序同时安装的。 大多数以太网sniffer程序在后台运行，将结果输出到某个记录文件中。黑客常常会修改ps程序，使得系统管理员很难发现运行的sniffer程序。 以太网sniffer程序将系统的网络接口设定为混合模式。这样，它就可以监听到所有流经同一以太网网段的数据包，不管它的接受者或发送者是不是运行sniffer的主机。 程序将用户名、密码和其它黑客感兴趣的数据存入log文件。黑客会等待一段时间 - 比如一周后，再回到这里下载记录文件。 讲了这么多，那么到底我们可以用什么通俗的话来介绍sniffer呢？ 计算机网络与电话电路不同，计算机网络是共享通讯通道的。共享意味着计算机能够接收到发送给其它计算机的信息。捕获在网络中传输的数据信息就称为sniffing（窃听）。 以太网是现在应用最广泛的计算机连网方式。以太网协议是在同一回路向所有主机发送数据包信息。数据包头包含有目标主机的正确地址。一般情况下只有具有该地址的主机会接受这个数据包。如果一台主机能够接收所有数据包，而不理会数据包头内容，这种方式通常称为混杂 模式。 由于在一个普通的网络环境中，帐号和口令信息以明文方式在以太网中传输， 一旦入侵者获得其中一台主机的root权限，并将其置于混杂模式以窃听网络数据，从而有可能入侵网络中的所有计算机。 一句话，sniffer就是一个用来窃听的黑客手段和工具。 2.sniffer的工作原理 通常在同一个网段的所有网络接口都有访问在物理媒体上传输的所有数据的能力，而每个网络接口都还应该有一个硬件地址，该硬件地址不同于网络中存在的其他网络接口的硬件地址，同时，每个网络至少还要一个广播地址。（代表所有的接口地址），在正常情况下，一个合法的网络接口应该只响应这样的两种数据帧： 1、帧的目标区域具有和本地网络接口相匹配的硬件地址。 2、帧的目标区域具有广播地址。 在接受到上面两种情况的数据包时，nc通过cpu产生一个硬件中断，该中断能引起操作系统注意，然后将帧中所包含的数据传送给系统进一步处理。 而sniffer就是一种能将本地nc状态设成（promiscuous）状态的软件，当nc处于这种混杂方式时，该nc具备广播地址，它对所有遭遇到的每一个帧都产生一个硬件中断以便提醒操作系统处理流经该物理媒体上的每一个报文包。（绝大多数的nc具备置成 promiscuous方式的能力） 可见，sniffer工作在网络环境中的底层，它会拦截所有的正在网络上传送的数据，并且通过相应的软件处理，可以实时分析这些数据的内容，进而分析所处的网络状态和整体布局。值得注意的是：sniffer是极其安静的，它是一种消极的安全攻击。 通常sniffer所要关心的内容可以分成这样几类： 1、口令 我想这是绝大多数非法使用sniffer的理由，sniffer可以记录到明文传送的userid和passwd.就算你在网络传送过程中使用了加密的数据，sniffer记录的数据一样有可能使入侵者在家里边吃肉串边想办法算出你的算法。 2、金融帐号 许多用户很放心在网上使用自己的信用卡或现金帐号，然而sniffer可以很轻松截获在网上传送的用户姓名、口令、信用卡号码、截止日期、帐号和pin. 3、偷窥机密或敏感的信息数据 通过拦截数据包，入侵者可以很方便记录别人之间敏感的信息传送，或者干脆拦截整个的email会话过程。 4、窥探低级的协议信息。 这是很可怕的事，我认为，通过对底层的信息协议记录，比如记录两台主机之间的网络接口地址、远程网络接口ip地址、ip路由信息和tcp连接的字节顺序号码等。这些信息由非法入侵的人掌握后将对网络安全构成极大的危害，通常有人用sniffer收集这些信息只有一个原因：他正在进行一次欺诈，（通常的ip地址欺诈就要求你准确插入tcp连接的字节顺序号,这将在以后整理的文章中指出）如果某人很关心这个问题，那么sniffer对他来说只是前奏，今后的问题要大得多。（对于高级的hacker而言，我想这是使用sniffer的唯一理由吧） 二.sniffer的工作环境 snifffer就是能够捕获网络报文的设备。嗅探器的正当用处在于分析网络的流量,以便找出所关心的网络中潜在的问题。例如,假设网络的某一段运行得不是很好,报文的发送比较慢,而我们又不知道问题出在什么地方,此时就可以用嗅探器来作出精确的问题判断。 嗅探器在功能和设计方面有很多不同。有些只能分析一种协议，而另一些可能能够分析几百种协议。一般情况下，大多数的嗅探器至少能够分析下面的协议： 1.标准以太网 2.TCP/IP 3.IPX 4.DECNet 嗅探器通常是软硬件的结合。专用的嗅探器价格非常昂贵。另一方面，免费的嗅探器虽然不需要花什么钱，但得不到什么支持。 嗅探器与一般的键盘捕获程序不同。键盘捕获程序捕获在终端上输入的键值，而嗅探器则捕获真实的网络报文。嗅探器通过将其置身于网络接口来达到这个目的例如将以太网卡设置成杂收模式。（为了理解杂收模式是怎么回事，先解释局域网是怎么工作的）。 数据在网络上是以很小的称为帧(Ftame)的单位传输的帧由好几部分组成，不同的部分执行不同的功能。（例如，以太网的前12个字节存放的是源和目的的地址，这些位告诉网络：数据的来源和去处。以太网帧的其他部分存放实际的用户数据、TCP/IP的报文头或IPX报文头等等）。 帧通过特定的称为网络驱动程序的软件进行成型，然后通过网卡发送到网线上。通过网线到达它们的目的机器，在目的机器的一端执行相反的过程。接收端机器的以太网卡捕获到这些帧，并告诉操作系统帧的到达，然后对其进行存储。就是在这个传输和接收的过程中，嗅探器会造成安全方面的问题。 每一个在LAN上的工作站都有其硬件地址。这些地址唯一地表示着网络上的机器（这一点于Internet地址系统比较相似）。当用户发送一个报文时，这些报文就会发送到LAN上所有可用的机器。 在一般情况下，网络上所有的机器都可以“听”到通过的流量，但对不属于自己的报文则不予响应（换句话说，工作站A不会捕获属于工作站B的数据，而是简单的忽略这些数据）。 如果某在工作站的网络接口处于杂收模式，那么它就可以捕获网络上所有的报文和帧，如果一个工作站被配置成这样的方式，它（包括其软件）就是一个嗅探器。 嗅探器可能造成的危害： 1.嗅探器能够捕获口令 2.能够捕获专用的或者机密的信息 3.可以用来危害网络邻居的安全，或者用来获取更高级别的访问权限 事实上，如果你在网络上存在非授权的嗅探器就以为着你的系统已经暴露在别人面前了。（大家可以试试天行2的嗅探功能） 一般我们只嗅探每个报文的前200到300个字节。用户名和口令都包含在这一部分中，这是我们关心的真正部分。工人，也可以嗅探给定接口上的所有报文，如果有足够的空间进行存储，有足够的那里进行处理的话，将会发现另一些非常有趣的东西 简单的放置一个嗅探器宾将其放到随便什么地方将不会起到什么作用。将嗅探器放置于被攻击机器或网络附近，这样将捕获到很多口令，还有一个比较好的方法就是放在网关上。如果这样的话就能捕获网络和其他网络进行身份鉴别的过程。这样的方式将成倍地增加我们能够攻击的范围。 4、 虚拟机 虚拟机（Virtual Machine）指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。虚拟系统通过生成现有操作系统的全新虚拟镜像，它具有真实windows系统完全一样的功能，进入虚拟系统后，所有操作都是在这个全新的独立的虚拟系统里面进行，可以独立安装运行软件，保存数据，拥有自己的独立桌面，不会对真正的系统产生任何影响 ，而且具有能够在现有系统与虚拟镜像之间灵活切换的一类操作系统。虚拟系统和传统的虚拟机（Parallels Desktop，Vmware，VirtualBox，Virtual pc）不同在于：虚拟系统不会降低电脑的性能，启动虚拟系统不需要像启动windows系统那样耗费时间，运行程序更加方便快捷；虚拟系统只能模拟和现有操作系统相同的环境，而虚拟机则可以模拟出其他种类的操作系统；而且虚拟机需要模拟底层的硬件指令，所以在应用程序运行速度上比虚拟系统慢得多。虚拟机技术是虚拟化技术的一种，所谓虚拟化技术就是将事物从一种形式转变成另一种形式，最常用的虚拟化技术有操作系统中内存的虚拟化，实际运行时用户需要的内存空间可能远远大于物理机器的内存大小，利用内存的虚拟化技术，用户可以将一部分硬盘虚拟化为内存，而这对用户是透明的。又如，可以利用虚拟专用网技术（VPN）在公共网络中虚拟化一条安全，稳定的“隧道”，用户感觉像是使用私有网络一样。5、 Windows 2000Microsoft Windows 2000（微软视窗操作系统2000，简称Win2K），是由微软公司发行的Windows NT系列的32位视窗操作系统。起初称为Windows NT 5.0。英文版于2000年2月17日在美国旧金山正式发布，中文版于同年3月20日在中国北京正式推出。Windows 2000是一个可中断的、图形化的面向商业环境的操作系统，为单一处理器或对称多处理器的32位Intel x86电脑而设计。基于Web的工作方式。Windows 2000平台集成了最全面的Internet技术，适用于所有的客户机和服务器操作系统。Windows 2000服务器版和Windows 2000专业版均支持Internet标准协议，如HTTP、DNS、TCP/IP和LDAP等。平台内集成了最新的Web应用服务，如Internet Explorer 5.0浏览器（ie 5.0）、Internet Information Services 5.0（internet信息服务；iis 5.0）、Active Server Pages和COM+等组件。这样，Windows 2000可以最快地将您的Web解决方案付诸实现。6、 实验截图抓捕数据7、 分析数据三次握手四次断开TCP协议源端口TCP: Source port = 58931目的端口TCP: Destination port = 80(http-ctrl)序号TCP:Sequence number = 0URGTCP: .0. . =(No urgent pointer)ACKTCP: .0 . =(No acknowledgment)PSHTCP: . 0. =(No push)RSTTCP: . .0. =(No reset)SYNTCP: . .1. =SYNFINTCP: . .0 =(No FTN)校验和TCP: Checksum = d056(correct)第一次握手第二次握手SYN为1，开始建立请求连接，需要对方计算机确认，对方计算机确认返回的数据包第三次握手对方计算机返回的数据包中ACK为1并且SYN为1，说明同意连接。这个时候需要源计算机的确认就可以建立连接了第一次断开第二次断开第一次交互中，首先发送一个FIN=1的请求，要求断开，目标主机在得到请求后发送ACK=1进行确认第三次断开之后就发送了一个FIN=1的包，与源主机断开第四次断开随后源主机返回一条ACK=1的信息，一次完整的TCP会话就结束8、 协议分析TCP（传输控制协议）TCP（Transmission Control Protocol 传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，由IETF的RFC 793定义。在简化的计算机网络OSI模型中，它完成第四层传输层所指定的功能，用户数据报协议（UDP）是同一层内另一个重要的传输协议。在因特网协议族（Internet protocol suite）中，TCP层是位于IP层之上，应用层之下的中间层。不同主机的应用层之间经常需要可靠的、像管道一样的连接，但是IP层不提供这样的流机制，而是提供不可靠的包交换。 应用层向TCP层发送用于网间传输的、用8位字节表示的数据流，然后TCP把数据流分区成适当长度的报文段（通常受该计算机连接的网络的数据链路层的最大传输单元（MTU）的限制）。之后TCP把结果包传给IP层，由它来通过网络将包传送给接收端实体 的TCP层。TCP为了保证不发生丢包，就给每个包一个序号，同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。然后接收端实体对已成功收到的包发回一个相应的确认（ACK）；如果发送端实体在合理的往返时延（RTT）内未收到确认，那么对应的数据包就被假设为已丢失将会被进行重传。TCP用一个校验和函数来检验数据是否有错误；在发送和接收时都要计算校验和。 TCP功能当应用层向TCP层发送用于网间传输的、用8位字节表示的数据流，TCP则把数据流分割成适当长度的报文段，最大传输段大小（MSS）通常受该计算机连接的网络的数据链路层的最大传送单元（MTU）限制。之后TCP把数据包传给IP层，由它来通过网络将包传送给接收端实体的TCP层。TCP为了保证报文传输的可靠1 ，就给每个包一个序号，同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。然后接收端实体对已成功收到的字节发回一个相应的确认(ACK)；如果发送端实体在合理的往返时延(RTT)内未收到确认，那么对应的数据（假设丢失了）将会被重传。 在数据正确性与合法性上，TCP用一个校验和函数来检验数据是否有错误，在发送和接收时都要计算校验和；同时可以使用md5认证对数据进行加密。 在保证可靠性上，采用超时重传和捎带确认机制。 在流量控制上，采用滑动窗口1 协议，协议中规定，对于窗口内未经确认的分组需要重传。 在拥塞控制上，采用广受好评的TCP拥塞控制