Phân tích gói tin với WIRESHARK

Giới thiệu qua một chút về Wireshark

- WireShark có một bề dầy lịch sử. Gerald Combs là người đầu tiên phát triển phần mềm này. Phiên bản đầu tiên được gọi là Ethereal được phát hành năm 1998. Tám năm sau kể từ khi phiên bản đầu tiên ra đời, Combs từ bỏ công việc hiện tại để theo đuổi một cơ hội nghề nghiệp khác. Thật không may, tại thời điểm đó, ông không thể đạt được thoả thuận với công ty đã thuê ông về việc bản quyền của thương hiệu Ethereal. Thay vào đó, Combs và phần còn lại của đội phát triển đã xây dựng một thương hiệu mới cho sản phẩm “Ethereal” vào năm 2006, dự án tên là WireShark.
- WireShark đã phát triển mạnh mẽ và đến nay, nhóm phát triển cho đến nay đã lên tới 500 cộng tác viên. Sản phẩm đã tồn tại dưới cái tên Ethereal không được phát triển thêm.
- Lợi ích Wireshark đem lại đã giúp cho nó trở nên phổ biến như hiện nay. Nó có thể đáp ứng nhu cầu của cả các nhà phân tích chuyên nghiệp và nghiệp dư và nó đưa ra nhiều tính năng để thu hút mỗi đối tượng khác nhau.

Các giao thức được hỗ trợ bởi WireShark:

WireShark vượt trội về khả năng hỗ trợ các giao thức (khoảng 850 loại), từ những loại phổ biến như TCP, IP đến những loại đặc biệt như là AppleTalk và Bit Torrent. Và cũng bởi Wireshark được phát triển trên mô hình mã nguồn mở, những giao thức mới sẽ được thêm vào. Và có thể nói rằng không có giao thức nào mà Wireshark không thể hỗ trợ.

• Thân thiện với người dùng: Giao diện của Wireshark là một trong những giao diện phần mềm phân tích gói dễ dùng nhất. Wireshark là ứng dụng đồ hoạ với hệ thống menu rât rõ ràng và được bố trí dễ hiểu. Không như một số sản phẩm sử dụng dòng lệnh phức tạp như TCPdump, giao diện đồ hoạ của Wireshark thật tuyệt vời cho những ai đã từng nghiên cứu thế giới của phân tích giao thức.
• Giá rẻ: Wireshark là một sản phẩm miễn phí GPL. Bạn có thể tải về và sử dụng Wireshark cho bất kỳ mục đích nào, kể cả với mục đích thương mại.
• Hỗ trợ: Cộng đồng của Wireshark là một trong những cộng đồng tốt và năng động nhất của các dự án mã nguồn mở.
• Hệ điều hành hỗ trợ Wireshark: Wireshark hỗ trợ hầu hết các loại hệ điều hành hiện nay.

1. Một số tình huống cơ bản

Trong phần này chúng ta sẽ đề cập đến vấn đề cụ thể hơn. Sử dụng Wireshark và phân tích gói tin để giải quyết một vấn đề cụ thể của mạng.

Chúng tôi xin đưa ra một số tình huống điển hình.

A Lost TCP Connection (mất kết nối TCP)

Một trong các vấn đề phổ biến nhất là mất kết nối mạng.Chúng ta sẽ bỏ qua nguyên nhân tại sao kêt nối bị mất, chúng ta sẽ nhìn hiện tượng đó ở mức gói tin.

Ví dụ:

Một ví truyền file bị mất kết nối:

Bắt đầu bằng việc gửi 4 gói TCP ACK từ 10.3.71.7 đến 10.3.30.1.

Hình 3.1-1: This capture begins simply enough with a few ACK packets.

Lỗi bắt đầu từ gói thứ 5, chúng ta nhìn thấy xuất hiện việc gửi lại gói của TCP.

Hình 3.1-2: These TCP retransmissions are a sign of a weak or dropped connection.
Theo thiết kế, TCP sẽ gửi một gói tin đến đích, nếu không nhận được trả lời sau một khoảng thời gian nó sẽ gửi lại gói tin ban đầu. Nếu vẫn tiếp tục không nhận được phản hồi, máy nguồn sẽ tăng gấp đôi thời gian đợi cho lần gửi lại tiếp theo.

Như ta thấy ở hình trên, TCP sẽ gửi lại 5 lần, nếu 5 lần liên tiếp không nhận được phản hồi thì kết nối được coi là kết thúc.

Hiện tượng này ta có thể thấy trong Wireshark như sau:

Hình 3.1-4: Windows will retransmit up to five times by default.

Khả năng xác định gói tin bị lỗi đôi khi sẽ giúp chúng ta có thể phát hiện ra mấu trốt mạng bị mất là do đâu.

Unreachable Destinations and ICMP Codes (không thể chạm tới điểm cuối và các mã ICMP)

Một trong các công cụ khi kiểm tra kết nối mạng là công cụ ICMP ping. Nếu may mắn thì phía mục tiêu trả lời lại điều đó có nghĩa là bạn đã ping thành công, còn nếu không thì sẽ nhận được thông báo không thể kết nối tới máy đích. Sử dụng công cụ bắt gói tin trong việc này sẽ cho bạn nhiều thông tin hơn thay vì chỉ dung ICMP ping bình thường. Chúng ta sẽ nhìn rõ hơn các lỗi của ICMP.

Hình 3.1-5: A standard ping request from 10.2.10.2 to 10.4.88.88

Hình dưới đây cho thấy thông báo không thể ping tới 10.4.88.88 từ máy 10.2.99.99.

Như vậy so với ping thông thường thì ta có thể thấy kết nối bị đứt từ 10.2.99.99. Ngoài ra còn có các mã lỗi của ICMP, ví dụ : code 1 (Host unreachable)

Hình 3.1-6: This ICMP type 3 packet is not what we expected.

Unreachable Port (không thể kết nối tới cổng)

Một trong các nhiệm vụ thông thường khác là kiểm tra kết nối tới một cổng trên một máy đích. Việc kiểm tra này sẽ cho thấy cổng cần kiểm tra có mở hay không, có sẵn sang nhận các yêu cầu gửi đến hay không.

Ví dụ, để kiểm tra dịch vụ FTP có chạy trên một server hay không, mặc định FTP sẽ làm việc qua cổng 21 ở chế độ thông thường. Ta sẽ gửi gói tin ICMP đến cổng 21 của máy đích, nếu máy đích trả lời lại gói ICMP loại o và mã lỗi 2 thì có nghĩa là không thể kết nối tới cổng đó.s

Fragmented Packets

Hình 3.1-7: This ping request requires three packets rather than one because the data being transmitted is

above average size.

Ở đây có thể thấy kích thước gói tin ghi nhận được lớn hơn kích thước gói tin mặc định gửi đi khi ping là 32 bytes tới một máy tính chạy Windows.

Kích thước gói tin ở đây là 3,072 bytes.

Determining Whether a Packet Is Fragmented (xác định vị trí gói tin bị phân đoạn)

No Connectivity (không kết nối)

Vấn đề : chúng ta có 2 nhân viên mới Hải và Thanh và được sắp ngồi cạnh nhau và đương nhiên là được trang bị 2 máy tính. Sauk hi được trang bị và làm các thao tác để đưa 2 máy tính vào mạng, có một vấn đề xảy ra là máy tính của Hải chạy tốt, kết nối mạng bình thường, máy tính của Thanh không thể truy nhập Internet.

Mục tiêu : tìm hiểu tại sao máy tính của Thanh không kết nối được Internet và sửa lỗi đó.

Các thông tin chúng ta có

• cả 2 máy tính đều mới
• cả 2 máy đều được đặt IP và có thể ping đến các máy khác trong mạng

Nói tóm lại là 2 máy này được cấu hình không có gì khác nhau.

Tiến hành

Cài đặt Wireshark trực tiếp lên cả 2 máy.

Phân tích

Trước hết trên máy của Hải ta nhìn thấy một phiên làm việc bình thường với HTTP. Đầu tiên sẽ có một ARP broadcast để tìm địa chỉ của gateway ở tầng 2, ở đây là 192.168.0.10. Khi máy tính của Hải nhận được thông tin nó sẽ bắt tay với máy gateway và từ đó có phiên làm việc với HTTP ra bên ngoài.

Hình 3.1-8: Hải’s computer completes a handshake, and then HTTP data transfer begins.

Trường hợp máy tính của Thanh

Hình 3.1-9: Thanh’s computer appears to be sending an ARP request to a different IP address.

Hình trên cho thấy yêu cầu ARP không giống như trường hợp ở trên. Địa chỉ gateway được trả về là 192.168.0.11.

Như vậy có thể thấy NetBIOS có vấn đề.

NetBIOS là giao thức cũ nó sẽ được thay thế TCP/IP khi TCP/IP không hoạt động. Như vậy là máy của Thanh không thể kết nối Internet với TCP/IP.

Chi tiết yêu cầu ARP trên 2 máy :

Máy Hải

Máy Thanh

Kết luận : máy Thanh đặt sai địa chỉ gateway nên không thể kết nối Internet, cần đặt lại là 192.168.0.10.

The Ghost in Internet Explorer (con ma trong trình duyệt IE)

Hiện tượng : máy tính của A có hiện tượng như sau, khi sử dụng trình duyệt IE, trình duyệt tự động trỏ đến rất nhiều trang quảng cáo. Khi A thay đổi bằng tay thì vẫn bị hiện tượng đó thậm chí khở động lại máy cũng vẫn bị như thế.

Thông tin chúng ta có

• A không thạo về máy tính lắm
• Máy tính của A dùng Widows XP, IE 6

Tiến hành

Vì hiện tượng này chỉ xảy ra trên máy của A và trang home page của A bị thay đổi khi bật IE nên chúng ta sẽ tiếp hành bắt gói tin từ máy của A. Chúng ta không nhất thiết phải cài Wireshark trực tiếp từ máy của A. Chúng ta có thể dùng kỹ thuật

“Hubbing Out” .

Phân tích

Hình 3.1-13: Since there is no user interaction happening on A’s computer at the time of this capture, all of these packets going across the wire should set off some alarms.

Chi tiết gói tin thứ 5:

Hình 3.1-14: Looking more closely at packet 5, we see it is trying to download data from the Internet.

Từ máy tính gửi yêu cầu GET của HTTP đến địa chỉ như trên hình.

Hình 3.1-15: A DNS query to the weatherbug.com domain gives a clue to the culprit.

Gói tin trả lại bắt đầu có vấn đề : thứ tự các phần bị thay đổi.

Một số gói tiếp theo có sự lặp ACK.

Hình 3.1-16: A DNS query to the weatherbug.com domain gives a clue to the culprit.

Sau một loạt các thay đổi trên thì có truy vấn DNS đến deskwx.weatherbug.com

Đây là địa chỉ A không hề biết và không có ý định truy cập.

Như vậy có thể là có một process nào đó đã làm thay đổi địa chỉ trang chủ mỗi khi IE được bật lên. Dùng một công cụ kiểm tra process ẩn ví dụ như Process Explore và thấy rằng có tiến trình weatherbug.exe đang chạy. Sau khi tắt tiến trình này đi không còn hiện tượng trên nữa.

Thông thường các tiến trình như weatherbug có thể là virus, spyware.

Giao diện Process Explore

Lỗi kết nối FTP

Tình huống : có tài khoản FTP trên Windows Server 2003 đã update service packs vừa cài đặt xong, phần mềm FTP Server hoàn toàn bình thường, khoản đúng nhưng không truy nhập được.

Thông tin chúng ta có

• FTP làm việc trên cổng 21

Tiến hành

Cài đặt Wireshark trên cả 2 máy.

Phân tích

Client:

Hình 3.1-19: The client tries to establish connection with SYN packets but gets no response; then it sends a

few more.

Client gửi các gói tin SYN để bắt tay với server nhưng không có phản hồi từ server.

Server :

Hình 3.1-20: The client and server trace files are almost identical.

Có 3 lý do có thể dẫn đến hiện tượng trên

• FTP server chưa chạy, điều này không đúng vì FTP server của chúng ta đã chạy như kiểm tra lúc đầu
• Server quá tải hoặc có lưu lượng quá lớn khiến không thể đáp ứng yêu cầu. Điều này cũng không chính xác vì server vừa mới được cài đặt.
• Cổng 21 bị cấm ở phía clien hoặc phía server hoặc ở cả 2 phía. Sau khi kiểm tra và thấy rằng ở phía Server cấm cổng 21 cả chiều Incoming và Outgoing trong Local Security Policy

Kết luận

Đôi khi bắt gói tin không cho ta biết trực tiếp vấn đề nhưng nó đã hạn chế được rất nhiều trường hợp và giúp ta đưa ra suy đoán chính xác vấn đề là gì.