10.9. Ferramentas de Diagnóstico de Rede
When a network application does not run as expected, it is important to be able to look under the hood. Even when everything seems to run smoothly, running a network diagnosis can help ensure everything is working as it should. Several diagnosis tools exists for this purpose; each one operates on a different level. It would go beyond the scope of this book to discuss all tools, so we will focus on the more well-known and commonly used tools in the following sections.
10.9.1. Diagnóstico Local: netstat
Vamos primeiro mencionar o comando netstat (do pacote net-tools); ele exibe um sumário momentâneo da atividade de rede da máquina. Quando invocado sem argumentos, esse comando lista todas as conexões abertas; essa lista pode ser bem longa já que inclui muitos soquetes Unix-domain (amplamente usados por daemons) que não tem nada a ver com redes (por exemplo, comunicação dbus, tráfego X11 e comunicações entre sistema de arquivos virtuais e o desktop).
Invocações comuns entretanto usam opções que alteram o comportamento do netstat. As opções mais comumente usadas são:
-t, que filtra os resultados para incluir apenas conexões TCP;
-u, que funciona de maneira similar para conexões UDP; essas opções não são mutuamente exclusivas, e uma delas é suficiente para parar de exibir conexões Unix-domain;
-a, para também listar soquetes ativos (esperando por conexões de entrada);
-n, para exibir os resultados com números: endereço IP (sem resolução DNS), números de porta (sem as aliases como definidas em /etc/services) e ids de usuários (sem nomes de login);
-p, para listar os processos envolvidos; essa opção só é útil quando o netstat é executado como root, já que usuários normais apenas verão seus próprios processos;
-c, para atualizar continuamente a lista de conexões.
Outras opções, documentadas na página de manual netstat(8), fornecem um controle ainda mais apurado sobre os resultados exibidos. Na prática, as cinco primeiras opções são tão comumente usadas em conjunto que administradores de sistemas e de redes praticamente usam netstat -tupan como um reflexo. Resultados típicos em uma máquina levemente carregada devem se parecer com o seguinte:
# netstat -tupan
Active Internet connections (servers and established)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address Foreign Address State PID/Program name
tcp 0 0 0.0.0.0:111 0.0.0.0:* LISTEN 397/rpcbind
tcp 0 0 0.0.0.0:22 0.0.0.0:* LISTEN 431/sshd
tcp 0 0 0.0.0.0:36568 0.0.0.0:* LISTEN 407/rpc.statd
tcp 0 0 127.0.0.1:25 0.0.0.0:* LISTEN 762/exim4
tcp 0 272 192.168.1.242:22 192.168.1.129:44452 ESTABLISHED 1172/sshd: roland [
tcp6 0 0 :::111 :::* LISTEN 397/rpcbind
tcp6 0 0 :::22 :::* LISTEN 431/sshd
tcp6 0 0 ::1:25 :::* LISTEN 762/exim4
tcp6 0 0 :::35210 :::* LISTEN 407/rpc.statd
udp 0 0 0.0.0.0:39376 0.0.0.0:* 916/dhclient
udp 0 0 0.0.0.0:996 0.0.0.0:* 397/rpcbind
udp 0 0 127.0.0.1:1007 0.0.0.0:* 407/rpc.statd
udp 0 0 0.0.0.0:68 0.0.0.0:* 916/dhclient
udp 0 0 0.0.0.0:48720 0.0.0.0:* 451/avahi-daemon: r
udp 0 0 0.0.0.0:111 0.0.0.0:* 397/rpcbind
udp 0 0 192.168.1.242:123 0.0.0.0:* 539/ntpd
udp 0 0 127.0.0.1:123 0.0.0.0:* 539/ntpd
udp 0 0 0.0.0.0:123 0.0.0.0:* 539/ntpd
udp 0 0 0.0.0.0:5353 0.0.0.0:* 451/avahi-daemon: r
udp 0 0 0.0.0.0:39172 0.0.0.0:* 407/rpc.statd
udp6 0 0 :::996 :::* 397/rpcbind
udp6 0 0 :::34277 :::* 407/rpc.statd
udp6 0 0 :::54852 :::* 916/dhclient
udp6 0 0 :::111 :::* 397/rpcbind
udp6 0 0 :::38007 :::* 451/avahi-daemon: r
udp6 0 0 fe80::5054:ff:fe99::123 :::* 539/ntpd
udp6 0 0 2001:bc8:3a7e:210:a:123 :::* 539/ntpd
udp6 0 0 2001:bc8:3a7e:210:5:123 :::* 539/ntpd
udp6 0 0 ::1:123 :::* 539/ntpd
udp6 0 0 :::123 :::* 539/ntpd
udp6 0 0 :::5353 :::* 451/avahi-daemon: r
Como esperado, isso lista conexões estabelecidas, duas conexões SSH neste caso, e aplicações esperando por conexões de entrada (listadas como LISTEN), notavelmente o servidor de email Exim4 ouvindo na porta 25.
10.9.2. Diagnóstico Remoto: nmap
nmap (em pacote de nome similar) é, de certa forma, o equivalente remoto do netstat. ele pode escanear um conjunto de portas conhecidas em um ou mais servidores remotos, e listar as portas aonde uma aplicação se encontra para responder a conexões de entrada. Além do mais, o nmap é capaz de identificar algumas dessas aplicações, algumas vezes até seu número de versão. A contrapartida dessa ferramenta é que, como ela é executada remotamente, ela não pode fornecer informações sobre processos ou usuários; contudo, ela pode operar em vários alvos de uma vez.
Uma invocação típica do nmap usa apenas a opção -A (para que o nmap tente identificar as versões dos softwares no servidor que ele encontrar) seguido de um ou mais endereços IP ou nomes DNS das máquinas a escanear. Novamente, existem muitas outras opções para refinar o comportamento do nmap; por favor veja a documentação na página de manual nmap(1).
# nmap debian
Starting Nmap 7.80 ( https://nmap.org ) at 2022-02-22 20:58 CET
Nmap scan report for debian (192.168.122.57)
Host is up (0.000087s latency).
Not shown: 996 closed ports
PORT STATE SERVICE
22/tcp open ssh
79/tcp open finger
80/tcp open http
113/tcp open ident
Nmap done: 1 IP address (1 host up) scanned in 0.07 seconds
# nmap -A localhost
nmap -A localhost
Starting Nmap 7.80 ( https://nmap.org ) at 2022-02-22 20:56 CET
Stats: 0:01:16 elapsed; 0 hosts completed (1 up), 1 undergoing Service Scan
Service scan Timing: About 83.33% done; ETC: 20:57 (0:00:15 remaining)
Nmap scan report for localhost (127.0.0.1)
Host is up (0.000086s latency).
Other addresses for localhost (not scanned): ::1
Not shown: 994 closed ports
PORT STATE SERVICE VERSION
22/tcp open ssh OpenSSH 8.4p1 Debian 5 (protocol 2.0)
|_auth-owners: foobar
25/tcp open smtp Postfix smtpd
|_auth-owners: foobar
|_smtp-commands: debian, PIPELINING, SIZE 10240000, VRFY, ETRN, STARTTLS, ENHANCEDSTATUSCODES, 8BITMIME, DSN, SMTPUTF8, CHUNKING,
| ssl-cert: Subject: commonName=debian
| Subject Alternative Name: DNS:debian
| Not valid before: 2022-02-22T14:48:42
|_Not valid after: 2032-02-20T14:48:42
|_ssl-date: TLS randomness does not represent time
79/tcp open finger?
|_auth-owners: foobar
|_finger: ERROR: Script execution failed (use -d to debug)
80/tcp open http Apache httpd 2.4.52 ((Debian))
|_auth-owners: foobar
|_http-server-header: Apache/2.4.52 (Debian)
|_http-title: Apache2 Debian Default Page: It works
113/tcp open ident Liedentd (Claimed user: foobar)
|_auth-owners: foobar
631/tcp open ipp CUPS 2.3
|_auth-owners: foobar
| http-robots.txt: 1 disallowed entry
|_/
|_http-server-header: CUPS/2.3 IPP/2.1
|_http-title: Home - CUPS 2.3.3op2
Service Info: Host: debian; OS: Linux; CPE: cpe:/o:linux:linux_kernel
Service detection performed. Please report any incorrect results at https://nmap.org/submit/ .
Nmap done: 1 IP address (1 host up) scanned in 87.91 seconds
As expected, e.g. the SSH, Apache and Postfix applications are listed. Note that not all applications listen on all IP addresses; since Postfix is only accessible on the lo loopback interface, it only appears during an analysis of localhost and not when scanning debian (which maps to the enp1s0 interface on the same machine).
10.9.3. Sniffers: tcpdump e wireshark
Às vezes, é preciso olhar o que realmente acontece no fio, pacote a pacote. Nesses casos é necessário invocar um “analisador de quadro”, mais comumente conhecido como sniffer. Uma ferramenta dessas observa todos os pacotes que chegam em uma determinada interface de rede, e os exibe de uma maneira amigável.
A venerável ferramenta neste domínio é o tcpdump, disponível como ferramenta padrão em uma grande variedade de plataformas. Ela permite muitos tipos de captura de tráfego de rede, mas a representação desse tráfego se mantém obscura. Nós então não iremos descrevê-la muito detalhadamente.
Uma ferramenta mais recente (e mais moderna), wireshark (do pacote wireshark), se tornou a nova referência em análise de tráfego de rede devido a seus vários módulos de "decoding" que permitem uma análise simplificada dos pacotes capturados. Os pacotes são exibidos graficamente organizados com base nas camadas de protocolo. Isso permite ao usuário visualizar todos os protocolos envolvidos em um pacote. Por exemplo, dado um pacote contendo uma requisição HTTP, o wireshark exibe, separadamente, a informação referente a camada física, camada Ethernet, informação do pacote IP, parâmetros de conexão TCP, e finalmente a própria requisição HTTP.
Em nosso exemplo, os pacotes que viajam pelo SSH são filtrados (pelo filtro !tcp.port == 22). O pacote exibido no momento foi desenvolvido na camada de transporte do protocolo SSHv2.
