TcpIP协议,HTTP,DNS 实战:基于wireshark与BurpSuite抓包分析

TcpIP协议,HTTP,DNS 实战：基于wireshark与BurpSuite抓包分析

使用 wireshark 前的基本配置

磨刀不误砍柴工。为了高效率的利用 wireshark 来帮助我们分析，学习网络协议，以及故障排除，需要对其进行一些使用前配置，大致内容如下：

1。将数据包摘要列表（packet list）中的“time”列的精度调整为 1 毫秒。

默认情况下，wireshark 的时间显示精度为 1 纳秒，但是在现实环境中通常用不到如此高的精度，一般用于评估站点响应速度，用户体验的性能指标，精确到毫秒级别就足够了，而且纳秒会多显示小数点后 6 位数字，造成数据包摘要列表中的显示空间的浪费。具体设置方法如下图：

2。根据应用场景选择时间列的显示格式。默认情况下，以抓取到的第一个数据包的时间为参考点，后续的数据包的抓取时间都是相对开始抓包（第一个）的时点计算的。但是在某些场景中，需要将显示格式调整为：与上一个抓取到的数据包的时间差，也就是相邻2个数据包的抓包时间间隔。

我们知道，某些网络应用，如即时通信，会议软件的视频，音频流量等，对于数据包的连续发送或接收时间间隔，非常敏感，如果相邻2个或多个包的间隔时间太长，就会造成应用的画面和声音延迟，一个更明显的例子是网络游戏的“卡”现象，由于收发包的间隔过长导致声音与画面的不一致和连续性问题。（通常与两端通信链路的负载和其中路由器的负载过高，导致丢包而引发的 TCP 分段重传有关）

这个时候，显示时间间隔就非常有用，可以对当前网络的稳定性，流畅性进行快速的检视，具体配置方法如下图：

3。修改并导出 wireshark 的默认数据包着色识别规则。通过数据包着色功能，用户可以迅速定位感兴趣的数据包分析，但是默认的着色规则太复杂，导致启用色彩识别时，一个包列表中显示“五颜六色”的信息，分散了我们的注意力，通常情况，我们仅对一种或两种类型的数据包感兴趣，或者进一步讲，我们每次只需要标识一种或两种类型的数据包颜色，这就需要修改其默认着色规则，具体配置方法参考下图：

依序选择菜单栏的“View”，“Coloring Rules”，打开配色规则对话框：

4。自定义数据包列表的显示列。默认的显示列从左至右依序为：数据帧编号，抓取时间，源地址，目标地址，协议，数据包（帧）长度，摘要信息。

在实战场景中，这些列提供的信息可能不够，例如，我想要快速浏览每个包的 IP 分组头部的生存期（TTL）字段值，而且不用在每个包的详细结构窗口（packet details）中查找该字段，以便节省时间，可以按照下图操作：

依序选择菜单栏的“Edit”，“Preferences”，打开首选项对话框：

5。根据实际需求配置 wireshark 的名称解析功能。

依序选择菜单栏的“Edit”，“Preferences”，切换到首选项对话框中的“Name Resolution”标签，参考下图解说进行配置：

通常只需要保持默认的不解析链路层，网络层地址以及传输层端口号即可，但是有些时候就需要开启相应的解析功能，还是那句老话：具体情况具体分析。上图中没有解释到的名称解析剩余的配置选项部分，各位可以自行研究。

6。隐藏 wireshark 主用户界面的数据包字节窗口（Packet Btyes）

默认的用户界面布局中，窗口被分隔成为3部分：数据包列表，数据包结构（详情），以及数据包字节，后者以16进制的字节显示数据包内容，通常是我们不必关心的，除非你有某种特殊的需求要修改原始的数据包；否则可以隐藏字节窗口，释放额外的显示空间。依序选择“View”，取消勾选“Packet Bytes”即可。

7。wireshark 中与 IPv4 协议相关的配置参数

配置各种协议的参数，实际上就是改变 wireshark 对该协议数据包的“捕获”与“呈现”方式。要配置 IPv4 协议，依序选择菜单栏的

“Edit”，“Preferences”，展开首选项对话框中的“Protocols”标签，定位到“IPv4”子标签。参考下图解说进行配置：

下面来比较一下，对于同一个数据包的 IP 分组头部的 ToS 字段，wireshark 用旧的服务质量标准（服务类型）与用新的服务质量标准（即差异化／区分 服务）解析之间的区别，可以看出，两者仅是对这个占一字节的头部字段中，每个比特位的解释不同而已：

8。wireshark 中与 TCP 协议相关的配置参数

要配置 TCP 协议，依序选择菜单栏的

“Edit”，“Preferences”，展开首选项对话框中的“Protocols”标签，定位到“TCP”子标签。参考下图解说进行配置：

（由于 TCP 协议规范相当复杂，而且各种操作系统有其不同的实现，下面的每个选项不一定在所有系统上都会产生描述中预期的结果，并且这里仅对一些重要，常见的 TCP 协议特性相关的选项配置进行说明，剩余的各位可以自行研究，理想情况下，在阅读完《TCP/IP详解》丛书后，应该能了解下图中绝大多数的配置参数的含义）

下面通过图片解析上图中的一些配置选项的含义，首先是硬件校验和，它与网卡硬件驱动程序提供的配置接口有关，在 windows 中如下所示：

通过 wireshark 支持的显示过滤表达式：

tcp.checksum_bad == 1

可以仅显示那些 TCP 校验和错误（由 wireshark 或网卡验证的）的数据包：

接着，让我们分析“Analyze TCP sequence numbers”选项起到的作用：

再来，我们比较从 0 开始的 TCP 相对序号（由 wireshark “改写”的）与随机产生的绝对序号（由操作系统协议栈填充的真实序号）之间的区别：

也就是说，使用相对序号能够让我们更直观地看出 TCP 序号（在整个 TCP 会话数据流中）起到的作用。

最后，解释 TCP 协议中的一个很重要的概念：窗口缩放。

在 TCP 三次握手期间，双方会通告自己的接收窗口大小（rwnd），以字节为单位，这通常是操作系统的协议栈的接收缓冲区的大小。rwnd 用于 TCP 的流量控制，简言之，发送方每次（并行）发送的数据不能超过接收方向其通告的 rwnd 值，该值是动态变化的，随着双方每次发送的确认分段（ACK）而更新，这个过程将贯穿整个 TCP 会话的生命周期，这样就可以实现动态调整双方发送数据的速度：假设某一方的应用进程迟迟不读取位于内核接收缓冲区的数据，那么在本次发送 ACK 的同时，会将 rwnd 的值调低一些并通告对方，后者就会按照更新后的 rwnd 为上限来发送数据；而等到应用取走缓冲区的数据后，就可以更新一个较大的 rwnd 值并在相应的 ACK 中通告对方。

在实际场景中，有时双方在握手期间相互通告的初始 rwnd 值都过于“保守”，不能最大程度利用链路的峰值带宽，常见的初始值为 8192 字节，这意味着在通信的早期阶段，双方同时并行发送的数据不能超过 8KBytes，假设往返时间为 100 毫秒，那么每秒发送的数据不超过 80KBytes，这相当于每秒发送不超过 53个 TCP 分段（一次“往”需要100毫秒，即每100毫秒一次，并行发送最多5个TCP 分段），再假设链路带宽为 10MBits/s = 1.25MBytes/s ，也就是“理论上”该链路可以承载每秒 1.25MBytes 的数据吞吐量（或者说可以支持的 rwnd 上限为每 100毫秒 125KBytes，支持每100毫秒一次并行发送最多83个 TCP 分段），而实际的带宽只有 80KBytes/s ，这就造成带宽利用率偏低（6.4%）。

通过前面简单的计算我们发现，如果不把 rwnd 增大到 125KBytes，很难充分利用

10M 带宽的链路，因为即便通过 TCP 慢启动效应逐渐增大初始拥塞窗口（每次能够并行发送的 TCP 分段上限），可以从最初的每100毫秒一次并行5个到达每100毫秒一次并行83个的上限，但由于原始的 TCP 规范限制 rwnd 最大为 65KBytes（rwnd 字段在 TCP 头部中占2字节，即16位，2的16幂为65536），实际最多也只能每100毫秒一次并行43个 TCP 分段（这还需要双方“懂得”将 rwnd 增大到 65KBytes），浪费了50%的带宽资源！

为了解决上述“理论带宽”与“实际带宽”不匹配的窘境，在 RFC 1323 标准中，引入了窗口缩放这个概念，窗口缩放是在 TCP 头部的选项中，占３字节的字段，其中一个16进制字节用于表示“缩放因子”，取值从 00（当前 rwnd ＊2的0幂 = 当前 rwnd ＊1 = 不缩放）～0e（当前 rwnd * 2的14幂 = 当前 rwnd * 16384）

由于 rwnd 最大取值为 65536 字节，而缩放因子最大为 16384 倍，因此该标准支持的最大 rwnd 值为：65536 * 16384 = 1073741824 字节，即 1GBytes，这足够有效地利用千兆（吉比特）带宽的光纤链路了！

另外，该标准规定了窗口缩放因子必须在 TCP 三次握手过程中协商完成，此后都不许再更改协议好的值。通过窗口缩放，要充分利用前面 10M 链路的带宽，以初始的 rwnd = 8KBytes 为例，仅仅需要将缩放因子设置为16进制的字节“04”即可

（2的4幂 = 16，８ * 16 = 128KBytes，已经超过了 125KBytes）

有了上面的基础知识后，再来回顾 wireshark 中，与 TCP 窗口缩放相关的配置参数，就能够轻松理解了：

最后还有一个 TCP 配置选项“calculate conversation timestamps”

它的作用是计算每个 TCP 会话中的每一帧（或 TCP 分段）相对于第一帧以及前一帧的时间戳（差），这对于检测时间敏感型 TCP 应用，也就是用户体验度要求高的应用的性能会有帮助，效果如下所示：

剩余的4个 TCP 相关的配置选项各位可以自行研究，推荐先读完tcpip详解后再来理解效果会更好。

《关于TCP超时与重传》

TCP 超时与重传中，最重要的部分就是对一个给定连接的往返时间（RTT）的测量。由于路由器和网络流量均会变化，因此我们认为这个 RTT 可能经常会发生变化，TCP 应该跟踪这些变化并相应地改变其重传超时时间（RTO，Retransmission TimeOut）。

发送报文段时会启动RTT计时器，当接收到该报文段对应的ACK时，停止计时器，从而计算出RTT，然后根据这个RTT计算出TCP RTO，发送下一个报文段时，重传计时器将根据最新的 TCP RTO 值，在超过该值表示的时间后还没有接收到ACK，则重传报文段。

实例解析：