消除噪音：科来DPI基础应用之TCP和UDP篇

LeeeM · 发表于 2024-12-2 18:07:03

引言

科来网络分析系统CSNAS（后文统称CSNAS）提供了深度数据包检测过滤器（即科来DPI）供网络分析师们应对各种不同的分析场景进行数据包过滤。因篇幅限制，上一篇我们《消除噪音科来DPI不同会话视图的灵活应用》讲解了物理会话视图和IP会话视图，今天将继续为大家介绍科来DPI在TCP会话和UDP会话视图中的应用。

CSNAS的TCP会话视图和UDP会话视图

（1）TCP会话视图

TCP会话视图详细显示网络中TCP连接的通讯会话信息。对于每条TCP会话，都可统计其源地址、目标地址、会话总流量、会话收/发流量、会话收/发的数据包及这些数据包的大小等多种统计参数。在TCP会话子窗口中显示当前选定TCP连接的原始数据包信息、TCP数据流重组信息以及TCP会话时序图。在网络运维根因分析和网络安全研判时， TCP会话视图是网络分析师使用最频繁的视图之一（对TCP视图的界面及功能详细介绍，可参考：CSNAS帮助菜单->常规分析视图->TCP会话视图），如下图：

（2）UDP会话视图：

UDP会话视图详细显示网络中TCP连接的通讯会话信息。每条UDP会话,可以统计其源地址、目标地址、会话总流量、会话收/发流量、会话收/发的数据包及这些数据包的大小等信息。功能使用与TCP会话视图基本一致，不再累述，如下图：

科来DPI在TCP会话视图和UDP会话视图中的应用

1、TCP和UDP会话视图中的DPI规则语句

上篇文章中已经详细介绍过，本篇不再累述，一张图回顾足已，如下：

在不清楚端点视图中都支持哪些字段数据源的情况下，推荐大家还是先点击输入框旁的帮助图表，如下图：

和物理会话及IP会话不同的地方在于，TCP会话支持的统计字段很多，这里不再一一列举，仅将TCP会话特有的字段数据源列出如下表：

字段名	说明
session.actualsegmentationloss	实际的分段丢失数
session.averageacktime	平均应签时间
session.dstactualsegmentationloss	<-实际的分段丢失数
session.dstalias	<-别名2
session.dstaverageacktime	<-平均应签时间
session.dstduplicateack	<-重复ACK包数
session.dstendtime	<-最后发包时间
session.dstoutoforder	<-乱序包数
session.dstpossiblesegmentationloss	<-可能的分段丢失数
session.dstretransmission	<-重传包数
session.dstttl	<-TTL
session.duplicateack	重复ACK包数
session.filter	会话筛选器
session.maxacktime	传输层最大响应时间
session.outoforder	乱序包数
session.possiblesegmentationloss	可能的分段丢失数
session.retransmission	重传包数
session.srcactualsegmentationloss	实际的分段丢失数->
session.srcaverageacktime	平均应答时间->
session.srcduplicateack	重复ACK包数->
session.srcoutoforder	乱序包数->
session.srcpossibleseqmentationloss	可能的分段丢失数->
session.srcretransmission	重传包数->
session.srcttl	TTL->
session.ttl	TTL

说明：这里面很多字段和“交易分析”相关（交易的概念及字段原理本篇文章不讲解，部分字段的应用方式将在后文的应用举例中具体说明。要深入系统学习网络分析原理、分析方法思路，可报名参加科来CSNA网络分析认证培训）。CSNAS对TCP会话的交易统计如下图：

查看UDP会话的数据源字段方法和TCP相同，不再赘述。

2.应用举例

例1：找出存在大量重传的TCP会话。

过滤语句：session.retransmisson>50

说明：TCP是可靠的传输层协议，如果会话传输过程中产生丢包，会通过重传来保证数据包发送到对端。因此，我们可以通过监测会话中是否出现重传（丢包）来评估线路的通信质量。重传的次数根据网络环境的不同也会不通，我们在监测过程中阈值也会设定得不同。若监测的是无线网络或广域网，则存在重传的会话会很常见；若监测的是数据中心内部，则会话中出现少量重传也会影响业务的质量。

本例我们只作演示，重传阈值设定为50。过滤效果如下图：

注意：

除“重传”外，还有一个类似指标“分段丢失”。这里简单说一下它们的联系与区别：

（1）联系：“重传”与“分段丢失”都是和丢包相关的指标；

（2）区别：在端点1到端点2的方向，“重传”代表在抓包点之后有数据包丢失，而“分段丢失”代表在抓包点之前有数据包丢失。

例2：找出存在大量数据包乱序或大量重复ACK的TCP会话。

过滤语句：session.outoforder>3 || session.duplicateack>20

说明：TCP传输过程中，难免出现先发出的数据包后到达目的地，我们把未能按照发包顺序到达的情况称为乱序（out of order）,如果主机端没能按预想的顺序收到数据包，就会发送和前面有一样ACK编号的ACK包去告诉对端，自己未收到想要的数据包（与前面进行正常确认时的数据包的ACK号会重复），我们称这种ACK包为重复ACK（duplicate ack）。发生乱序和产生重复ACK并不说明有丢包发生（参考RFC793中TCP快速重传机制），但也能一定程度反应出网络的通信质量。特别需要说明，抓包位置往往是在网络路径中间，因此，乱序的次数和重复ACK的次数（如抓包点后再发生乱序）是不同的。所以我们在设置过滤条件的阈值时，需要根据抓包点位置和具体网络环境来作具体设置，本例设置的阈值只作演示用。

过滤效果如下图：

例3：找出只存在保活包的长连接会话。

过滤语句：session.duration> 5m && session.bytes<1m && session.packets<100

说明：若主机感染未知木马，偷偷和攻击者产生会话连接，在攻击者没产生任何操作的情况下，为使会话不自动中断，会持续发送保活包让会话保持连接状态。此时，我们可以根据这种会话的特征来进行过滤：

（1）长连接：攻击者不会轻易断开连接，会话时长往往会比正常的业务会话时间更长（这里仅作演示，设置为5分钟，可根据实际情况设置为更长时间）；

（2）会话中没有任何操作，只有心跳包队会话产生保活，因此会话产生的数据量很小（这里仅作演示，设置为产生数据小于1m）；

（3）心跳包一般15-50秒发送一个，我们可以大概算出一个心跳包的数值区间（过滤出的会话中，如果存在数据包间隔时间固定，且数据包负载不为0，则能确定为是心跳包。这里仅作演示，设置为数据包数小于100）；

把以上三个条件合在一起，来过滤满足条件的会话，过滤效果如下图：

本例过滤可进一步添加条件，如保活包携带payload数据，避免与因重复尝试连接或多次超时重传造成的长连接特征相似。过滤语句变为：

session.duration>5m && session.bytes<1m && session.packets<100 && session.payloadlength>0

过滤结果如下：

根据场景不同，过滤条件可作灵活修改，这里就留给读者去自由发挥了。

注意：本例中的过滤语句，会话持续时间和会话字节数都指定了单位，若不指点单位，默认时间单位为秒，数据单位为字节。

例4：找出服务器主动外联的TCP会话。

过滤语句：session.dstlocation !='本地' && session.srclocation = '本地'

过滤效果如下图：

设想场景为境外IP盗取本地服务器资料，可添加条件：服务器外发数据>服务器接收数据，过滤条件如下：

session.dstlocation !='本地' && session.srclocation = '本地' && dstbytes<srcbytes

过滤效果如下：

注意：此处节点1为我们监控的本地服务器。dstbytes为外网IP发送的字节数（即服务器接收的字节数），而srcbytes为服务器发送的字节数。服务器发送数据>服务器接收数据，就是srcbytes>dstbytes。

本例还可以继续增加过滤条件，如会话持续时间，会话字节数等，留给读者思考。

例5：想要查看SSDP的会话流，如何过滤？

分析：SSDP全称简单服务发现协议（Simple Service Discovery Protocol）是建立在UDP上的一种应用层协议，是构成通用即插即用(UPnP)技术的核心协议之一。现在要查看它的会话流，只需要在UDP会话视图中，将SSDP协议的会话过滤出来即可，科来CSNAS支持解析UDP会话流。

过滤语句：session.protocol=ssdp

这里用SSDP举例有2个目的：

1. CSNAS的UDP会话同样可以显示“数据流”；
2. 大家有没有发现SSDP协议数据流和HTTP很像？它的请求行同样会有“GET”或“POST”.因此，如果我们在数据包视图中想要过滤出请求方式为“GET”或“POST”的HTTP包，可加上过滤条件“protocol!=ssdp”；

例6：找出疑似SQL蠕虫的UDP会话。

分析：SQL和UDP相关的端口号为1434，如果存在蠕虫会话，常有的会话特征为：存在流量突发，短时间内有大量会话，并且每个会话大小都很小，只有1-2个包，每个会话会有相同的某种特征值。

前面“存在流量突发，短时间内有大量会话”通过IP端点和IP会话视图更容易观察，这里仅从UDP视图中入手，分析“每个会话大小都很小，只有1-2个包，每个会话会有相同的某种特征值”。

过滤语句：session.port=1434 && session.packets<=2

过滤效果如下图：

从过滤结果看，满足蠕虫的会话特征。进一步查看UDP会话的内容，发现基本每个会话都有如下特征：

在搜索引擎中就直接提示为SQL蠕虫病毒，如下：

以上为DPI在技术交流版的TCP视图和UCP视图应用举例，在CSNAS商业版中DPI还有2个特别的功能：session.file和session.payload，可以查找流中是否存在文件传输和针对流的内容查找相应会话。

结语

本文介绍了科来DPI在TCP会话视图和UDP会话视图中的应用，让网络分析师的分析技能更加丰富了。下篇文章我们将带来科来DPI在日志视图中的应用，敬请期待！

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