用Ethereal分析HTTP数据包
创新实验（论文）
题目 用Ethereal分析HTTP数据包
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开题日期：2010 年 6 月 10 日
用Ethereal分析HTTP数据包
Ethereal （Ethereal：A Network Packet Sniffing Tool）是当前较为流行的一种计算机网络调试和数据包嗅探软件。Ethereal 基本类似于tcpdump，但Ethereal 还具有设计完美的GUI和众多分类信息及过滤选项。用户通过 Ethereal，同时将网卡插入混合模式，可以查看到网络中发送的所有通信流量。 Ethereal 应用于故障修复、分析、软件和协议开发以及教育领域。它具有用户对协议分析器所期望的所有标准特征，并具有其它同类产品所不具备的有关特征。
Ethereal是一个图形用户接口（GUI）的网络嗅探器，能够完成与Tcpdump相同的功能，但操作界面要友好很多。Ehtereal和Tcpdump都依赖于pcap库（libpcap），因此两者在许多方面非常相似（如都使用相同的过滤规则和关键字）。Ethereal和其它图形化的网络嗅探器都使用相同的界面模式，如果能熟练地使用Ethereal，那么其它图形用户界面的嗅探器基本都可以操作。
Ethereal 是一种开发源代码的许可软件，允许用户向其中添加改进方案。Ethereal 适用于当前所有较为流行的计算机系统，包括 Unix、Linux 和 Windows
Ethereal 可以读取从 tcpdump（libpcap）、网络通用嗅探器（被压缩和未被压缩）、SnifferTM 专业版、NetXrayTM、Sun snoop 和 atmsnoop、Shomiti/Finisar 测试员、AIX 的 iptrace、Microsoft 的网络监控器处捕获的文件。此外 Ethereal 也能从 Lucent/Ascend WAN 路由器和 Toshiba ISDN 路由器中读取跟踪报告，还能从 VMS 的 TCPIP 读取输出文本和 DBS Etherwatch。
1. Ethereal的安装 （1）安装winpcap
（2）安装Ethereal
启动ethereal 以后，选择菜单Capature->Start ，就OK 了。当你不想抓的时候，按一下stop， 抓的包就会显示在面板中，并且已经分析好了。
interface: 指定在哪个接口（网卡）上抓包。一般情况下都是单网卡，所以使用缺省的就可以了
Limit each packet: 限制每个包的大小，缺省情况不限制
Capture packets in promiscuous mode: 是否打开混杂模式。如果打开，抓取所有的数据包。一般情况下只需要监听本机收到或者发出的包，因此应该关闭这个选项。
Filter：过滤器。只抓取满足过滤规则的包（可暂时略过）
File：如果需要将抓到的包写到文件中，在这里输入文件名称。
use ring buffer： 是否使用循环缓冲。缺省情况下不使用，即一直抓包。注意，循环缓冲只有在写文件的时候才有效。如果使用了循环缓冲，还需要设置文件的数目，文件多大时回卷
2. 设置Ethereal的过滤规则：
(1)一个原语：一个原语即一条最基本的过滤规则
(2)用 “and”、“or”、“not”关系去处运算符，以及括号组合起来的原语。其中“and”的含义是它所连接的两个原语必须都成立；“or”的含义是它所连接的两个原语只要有一个成立即可；“not”的含义是它后面跟的原语不成立；括号的作用是对关系运算顺序作出规定。
过滤语句使用的举例如下：
1. 捕获MAC地址为00:e0:fc:58:bc:a3的通信数据包，例如：
Ether host 00:e0:
2. 捕获源IP地址为150.20.10.119的通信数据包，例如：
src host 150.20.10.119
用PC机监听STB的通信数据包时，常常要用到这个过滤条件，以保证只捕获与STB相关的数据包。
3. 捕获通过80端口来通信的数据包，使用该端口通信的数据包是基于http协议的，例如：
tcp port 80 或者为 ip proto http
以上过滤语句还可以通过and、or、not等连接成复合过滤语句。
例如：捕获160.128.10.4除了http外的所有通信数据报文
? 160.128.10.4 and not tcp port 80
Name Resolution：名字解析，可将MAC地址、网络地址、端口地址解析为相应的名称。
Enable MAC name resolution
通过该选项可以控制是否让ethereal将数据包中的MAC地址解析为名字。例如在IPTV验证工作中实际抓包分析时，常常可在协议栏中看到Huawei_58:00:63这样的地址，其实真实的MAC地址是：00:e0:fc:58:00:63。
Enable network name resolution
通过该选项可以控制是否让ethereal将数据包中的网络地址解析为网络名称。
Enable transport name resolution
通过该选项可以控制是否让ethereal将数据包中的端口地址解析为协议名称。
当编译并安装好Ethereal后，就可以执行“ethereal”命令来启动Ethereal。在用Ethereal截获数据包之前，应该为其设置相应的过滤规则，可以只捕获感兴趣的数据包。Ethereal使用与Tcpdump相似的过滤规则，并且可以很方便地存储已经设置好的过滤规则。要为Ethereal配置过滤规则，首先单击“Edit”选单，然后选择“Capture Filters...”菜单项，打开“Edit Capture Filter List”对话框（如图1所示）。因为此时还没有添加任何过滤规则，因而该对话框右侧的列表框是空的。
Interface:以太网接口混杂模式下捕获分组，没有指定捕获规则，没有指定捕获文件，没有指定实时更新分组，Name Resolution全部选择。
图1 Ethereal过滤器配置对话框 在Ethereal中添加过滤器时，需要为该过滤器指定名字及规则。例如，要在主机10.1.197.162和www.sohu.com间创建过滤器，可以在“Filter name”编辑框内输入过滤器名字“sohu”，在“Filter string”编辑框内输入过滤规则“host 10.1.197.162 and www.sohu.com”，然后单击“New”按钮即可，如图2所示。
图2 为Ethereal添加一个过滤器 在Ethereal中使用的过滤规则和Tcpdump几乎完全一致，这是因为两者都基于pcap库的缘故。Ethereal能够同时维护很多个过滤器。网络管理员可以根据实际需要选用不同的过滤器，这在很多情况下是非常有用的。例如，一个过滤器可能用于截获两个主机间的数据包，而另一个则可能用于截获ICMP包来诊断网络故障。 当所有需要的过滤器都创建好后，单击“Sxdye”按钮保存创建的过滤器，然后单击“Close”按钮来关闭“Edit Capture Filter List”对话框。要将过滤器应用于嗅探过程，需要在截获数据包之前或之后指定过滤器。要为嗅探过程指定过滤器，并开始截获数据包，可以单击“Capture”选单，选择“Start...”选单项，打开“Capture Options”对话框，单击该对话框中的“Filter:”按钮，然后选择要使用的过滤器，如图3所示。
图3 为Ethereal指定过滤器 注意在“Capture Options”对话框中，“Update list of packets in real time”复选框被选中了。这样可以使每个数据包在被截获时就实时显示出来，而不是在嗅探过程结束之后才显示所有截获的数据包。 在选择了所需要的过滤器后，单击“OK”按钮，整个嗅探过程就开始了。Ethereal可以实时显示截获的数据包，因此能够帮助网络管理员及时了解网络的运行状况，从而使其对网络性能和流量能有一个比较准确的把握。
3．利用Ping命令抓包
(1)Ping的定义
PING (Packet Internet Grope)，因特网包探索器，用于测试网络连接量的程序。Ping发送一个ICMP回声请求消息给目的地并报告是否收到所希望的ICMP回声应答。
它是用来检查网络是否通畅或者网络连接速度的命令。它所利用的原理是这样的：网络上的机器都有唯一确定的IP地址，我们给目标IP地址发送一个数据包，对方就要返回一个同样大小的数据包，根据返回的数据包我们可以确定目标主机的存在，可以初步判断目标主机的操作系统等。
ping指的是端对端连通，通常用来作为可用性的检查， 但是某些病毒木马会强行大量远程执行ping命令抢占你的网络资源，导致系统变慢，网速变慢。严禁ping入侵作为大多数防火墙的一个基本功能提供给用户进行选择。通常的情况下你如果不用作服务器或者进行网络测试，可以放心的选中它，保护你的电脑
（2）Ping本机ip
如本机IP地址为：172.168.200.2。则执行命令Ping 172.168.200.2。如果网卡安装配置没有问题，则应有类似下列显示：
Replay from 172.168.200.2 bytes=32 time<10ms
Ping statistics for 172.168.200.2
Packets Sent=4 Received=4 Lost=0 0% loss
Approximate round trip times in milli-seconds
Minimum=0ms Maxiumu=1ms Average=0ms
如果在ms-dos方式下执行此命令显示内容为：Request timed out，则表明网卡安装或配置有问题。将网线断开再次执行此命令，如果显示正常，则说明本机使用的IP地址可能与另一台正在使用的机器IP地址重复了。如果仍然不正常，则表明本机网卡安装或配置有问题，需继续检查相关网络配置。
（3）Ping网关ip
假定网关IP为：172.168.6.1，则执行命令Ping 172.168.6.1。在MS-DOS方式下执行此命令，如果显示类似以下信息：
Reply from 172.168.6.1 bytes=32 time=9ms TTL=255
Ping statistics for 172.168.6.1
Packets Sent=4 Received=4 Lost=0
Approximate round trip times in milli-seconds
Minimum=1ms Maximum=9ms Average=5ms
则表明局域网中的网关路由器正在正常运行。反之，则说明网关有问题。
（4）Ping网络地址
单击开始-运行，敲入所要抓取的网络地址如www.lnit.edu.cn后在进行抓取。如图4：
图4-键入Ping命令
进行抓取后得到如图5页面：
图5-Ping命令显示结果
4. Ethereal分析数据包 Ethereal和其它的图形化嗅探器使用基本类似的界面，整个窗口被分成三个部分：最上面为数据包列表，用来显示截获的每个数据包的总结性信息；中间为协议树，用来显示选定的数据包所属的协议信息；最下边是以十六进制形式表示的数据包内容，用来显示数据包在物理层上传输时的最终形式。 使用Ethereal可以很方便地对截获的数据包进行分析，包括该数据包的源地址、目的地址、所属协议等。图4是在Ethereal中对一个HTTP数据包进行分析时的情形。 在图3最上边的数据包列表中，显示了被截获的数据包的基本信息。从图中可以看出，当前选中数据包的源地址是10.1.197.162，目的地址为61.135.150.65，该数据包所属的协议是超文本传输协议(HTTP)。更详细的信息表明该数据包中含有一个HTTP的GET命令，要求下载starrtlog.js文件到客户端的Web浏览器。
图6 用Ethereal分析数据包内容 图6中间是协议树，通过协议树可以得到被截获的数据包的更多信息，如主机的MAC地址(Ethernet II)、IP地址(Internet Protocol)、TCP端口号(Transmission Control Protocol)，以及HTTP协议的具体内容(Hypertext Trnasfer Protocol)。通过扩展协议树中的相应节点，可以得到该数据包中携带的更详尽的信息。 图6最下边是以十六制显示的数据包的具体内容，这是被截获的数据包在物理媒体上传输时的最终形式，当在协议树中选中某行时，与其对应的十六进制代码同样会被选中，这样就可以很方便地对各种协议的数据包进行分析。 Ethereal提供的图形化用户界面非常友好，管理员可以很方便地查看到每个数据包的详细信息，协议树及其对应的十六进制表示对分析每个数据包的目的很有帮助，综合使用Ethereal和Tcpdump能够基本满足网络管理员在Linux系统上的所有嗅探要示。
5. 用EtherApe查看网络流量 EtherApe也是一个图形化的网络嗅探器。与Ehtereal不同，EtherApe通过验证主机与主机之间的链接，图形化地显示网络目前所处的状态。EtherApe使用不同颜色的连线来表示位于不同主机之间的连接，而连线的粗细则表明主机间数据流量的大小。这些信息都是实时变化的，因而能够协助管理员随时了解到网络中各部分流量的变化情况。 （1）EtherApe的安装 EhterApe支持Ethernet、FDDI和Token Ring等多种网络，能够实时地从网络或文件中读取网络流量的变化情况。此外它还可以将网络流量信息保存下来，以便在之后需要时再显示出来。
在http://www.sourceforge.net/projects/etherape/网站上可以下载到最新的EtherApe源码包。下面以Ethereal 0.8.2为例，讲述如何安装EtherApe（使用的操作系统是RedHat 8.0）。 首先下载最新的源码包并将其解压缩，代码如下： # cp etherape-0.8.2.tar.gz /usr/local/src/ # cd /usr/local/src/ # tar xzvf etherape-0.8.2.tar.gz EtherApe使用的是GNOME这一图形用户接口库。与Ethereal和Tcpdump一样，它也使用pcap库(libpcap)对网络上传输的数据包进行截获和过滤。在编译EtherApe之前，应先确定所需的这些库已经安装好，因为这是编译EtherApe时所必需的。如果这些库已经安装，就可以执行下面的命令来编译并安装EtherApe： # cd etherape-0.8.2 # ./configure # make # make install
（2） 用EtherApe分析网络流量 当编译并安装好EtherApe后，就可以执行“etherape”命令来启动EtherApe。 当用EtherApe截获在网络上传输的数据包时，也需要先为其指定过滤规则，否则EthreApe将捕获网络中的所有数据包。单击工具栏上的“Pref.”按钮，打开“Preferences”对话框，在该对话框中的“Capture”属性页中，可以找到用于设置过滤规则的“Capture filter”下拉框。由于采用的都是pcap库，因此EtherApe过滤规则的设置与Tcpdump和Ethereal是相同的。 设置好过滤规则后，单击工具栏上的“Start”按钮，就可以开始对网络中感兴趣的数据包进行嗅探。EhterApe图形化地显示网络流量，图5是当EtherApe处于Ethernet模式下时的网络流量图。
图7EtherApe监测的Ethernet流量图
EtherApe提供了Token Ring、FDDI、Ethernet、IP和TCP五种监听模式。当处于Ethernet模式下时，EtherApe会截获所有符合过滤规则的以太网数据包，但有时网络管理员可能只对IP数据包感兴趣，这时可以将EtherApe切换到IP模式。单击“Capture”菜单，选择“Mode”菜单项，然后再选择相应的模式，就可以完成模式之间的切换。图6是当EhterApe处于IP模式下时的网络流量图。
EtherApe能够以图形的方式显示网络流量。用户看到的是一个很直观的用于表示网络上各主机间流量大小的图，而不是单个的数据包，因而更容易从整体上把握整个网络的运行状况，在定位网络故障时相对来说也变得更加容易。
EtherApe从本质来讲是一种嗅探器，实际应用中的嗅探器分软、硬两种。软件嗅探器便宜且易于使用，缺点是往往无法抓取网络上所有的传输数据(比如碎片); 硬件嗅探器通常称为协议分析仪，它的优点恰恰是软件嗅探器所欠缺的，但是价格昂贵。目前主要使用的嗅探器是软件的。
图8EtherApe监测的IP流量图 EtherApe能够以图形的方式显示网络流量。用户看到的是一个很直观的用于表示网络上各主机间流量大小的图，而不是单个的数据包，因而更容易从整体上把握整个网络的运行状况，在定位网络故障时相对来说也变得更加容易。
6. 实验总结
1．通过本实验是我懂得Ethereal的基本用法，Ethereal的最基本功能是捕获网络包，其使用方法很简单，按如下步骤即可：
(1)选择“Capture”菜单项中的 “Option”,这时会弹出一个对话框，如下所示。这个对话框中的栏目虽然很多，但一般只需配置其中两项。一项是 “Capture Filter”栏。在这个栏中，可以输入过滤规则，用于规定Ethereal捕获包的种类(注：过滤规则的写法将在下一节作专门介绍)；如果不输入过滤规则，则Ethereal将捕获所有从网卡发送或收到的包。另外一项是 “Update list of packets in real time”选项，请大家一定要选中这一项，这样可以使Ethereal在捕获包的同时，实时地把捕获的包显示出来。
(2)在完成如上配置后，点击 “Start”按钮，Ethereal便开始捕获包。
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