WinPcap: 过滤串表达式的语法

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2023-12-01

注意：这篇文档取自tcpdump的指南。原始的版本 www.tcpdump.org 找到。
wpcap的过滤器是以已声明的谓词语法为基础的。过滤器是一个ASCII字符串，它包含了一个过滤表达式。pcap_compile()把这个表达式编译成内核级的包过滤器。

这个表达式会选择那些数据包将会被堆存。如果表达式没有给出，那么，网络上所有的包都会被内核过滤引擎所认可。不然，只有那些表达式为'true'的包才会被认可。

这个表达式包含了一个或多个原语。原语通常包含了id(名字或序列)，这些id优先于限定词。以下是三种不同的限定词：

输入(type): 指明了哪些东西是id所代表的。可能的输入是host，net和port。比如：`host foo'，`net 128.3'，`port 20'。如果没有输入限定词，就假定是host
方向(dir): 由id指明了一个特定的传输方向。可能的方向是src，dst，src or dst。比如，'src foo'，'dst net 128.3'，`src or dst port ftp-data'。如果没有指定，就假定是src or dst。如果没有链路层(比如，像slip这样的点对点协议)，那么限定词可以使用inbound和outbound，来指明一个方向。
协议(proto): 限定词限制了所匹配的协议。可能的协议有：ether，fddi，tr，ip，ip6，arp，rarp，decnet，tcp和udp。比如：`ether src foo'，`arp net 128.3'，`tcp port 21'。如果没有指定协议限定词，那么就假定所有的协议都会被允许。例如：'src foo'等价于'(ip or arp or rarp)src foo'(当然，不能有不符合语法的字母出现)，'net bar'等价于'(ip or arp or rarp) net bar'，'port53'等价于'(tcp or udp) port 53'。

[ 'fddi'通常是'ether'的别名；解析器会认为它们是在特定网络接口上的数据链路层。FDDI的首部包含了和以太网很相似的源地址和目的地址，并且通常也包含了和以太网很相似的数据包类型。所以，在FDDI网域上使用过滤器和在以太网上使用过滤器基本一致。FDDI的首部还包括了其他的数据，不过你不能在过滤器表达式内表示他们。

同样的，'tr'也是'ether'的一个别名，它是较早被应用于FDDI的首部，也应用在令牌环网络首部。]

除了以上内容，还有一些特殊的限定词和上面的形式不太一样，它们是：gateway，broadcast，less，greater和一些算术表达式。这些内容会在下面和大家介绍。

我们可以使用and，or和not将原语连接起来，来构造一个更复杂的过滤表达式。例如：`host foo and not port ftp and not port ftp-data'。如果要简化输入，我们可以把已列出的id限定词省略。比如：`tcp dst port ftp or ftp-data or domain' 和 `tcp dst port ftp or tcp dst port ftp-data or tcp dst port domain'是完全等价的。

可使用的原语有：

dst hosthost

当IPv4/v6数据包的目标域(destination field)为host时为true，host既可以是地址，也可以是名字。

src hosthost

当IPv4/v6数据包的源域(source field)为host时为true。

hosthost

当IPv4/v6数据包的源域(source field)或目标域(destination field)为host时为true。以上任何一个host表达式可以是ip，arp，rarp或ip6开头，如下所示：

ip host host

等价于：

ether proto ip and host host

如果host是一个多IP地址，那么每一个地址都会被匹配。

ether dstehost

当以太网的目的地址为ehost时为true。ehost可以是一个来自/etc/ether的名字，也可以是一个数字代号(参见ethers(3N)for numeric format)。

ether srcehost

当以太网的源地址为ehost时为true。

ether hostehost

当以太网的目的地址，或源地址为ehost时为true。

gatewayhost

当host为网关时为true。即，以太网源地址或目的地址是host,但源地址和目的地址不同时为host。host必须能被机器的主机-IP地址(host-name-to-IP-address)机制找到(如主机名文件，DNS，NIS等)，也能被主机-以太网地址(host-name-to-Ethernet-address)机制找到(如/etc/ethers等)。例如：

ether host ehost and not host host

host / ehost均可使用名字或数字。这个语法目前在IPv6下不能工作。

dst netnet

当IPv4/v6数据包的目的地址的网络号包含了net时为true。net可以是一个来自/etc/networks的名字，也可以是一个网络号(更多内容请参见 networks(4))。

src netnet

当IPv4/v6数据包的源地址的网络号包含了net时为true。

netnet

当IPv4/v6数据包的目的地址，或源地址的网络号包含了net时为true

netnetmasknetmask

当IP地址是net ，子网掩码匹配netmask 时为true。可能需要src 或dst加以限制。注意，这个语法不能应用于IPv6。

netnet/len

当IP地址是net ，子网掩码连续1的个数为len 时为true。可能需要src 或dst加以限制。

dst portport

当数据包是ip/tcp, ip/udp, ip6/tcp 或 ip6/udp，并且目的端口号是port时为true。port可以是数字，或是在/etc/services中被使用的名字。(参见 tcp(4P) and udp(4P))。如果使用名字，那么端口号和协议都将被检测。如果使用数字，或者一个不明确的名字，那么只有端口号会被检测。（比如：dst port 513将打印tcp/login数据流和udp/who数据流。port domain将打印tcp/domain的数据流和udp/domain的数据流）。

src portport

当源端口号是port时为true。

portport

当源端口号或目的端口号为 port 时为true。以上任何一个port表达式可以以关键字tcp或udp开头，如下所示：

tcp src port port

只匹配源端口是port 的tcp数据包。

lesslength

当数据包的长度小于等于length时为true。即：

len <= length.

greaterlength

当数据包的长度大于等于length时为true。即：

len >= length.

ip protoprotocol

当数据包是IP数据包，并且它的协议类型为protocol时为true。protocol可以是一个数字，也可以是icmp,icmp6，igmp，igrp，pim，ah，esp，vrrp，udp 或tcp中的一个。注意，tcp，udp，icmp是关键字，所以，它们要使用反斜杠()来转义，就好比C-shell中的\。注意，这个原语不会去追踪协议首部链。

ip6 protoprotocol

当数据包是IPv6数据包，并且它的协议类型为protocol时为true。注意，这个原语不会去追踪协议首部链。

ip6 protochainprotocol

当数据包是IPv6数据包，并且，在它的协议首部链中，包含了protocol类型的协议首部时，为true。例如：

ip6 protochain 6

能匹配所有的，拥有TCP协议首部的IPv6的数据包。在IPv6首部和TCP首部之间，可能包含认证首部，路由首部和跳数选项首部。由这个原语所生成的BPF(BSD Packet Filter，包过滤机制)码是复杂的，而且不能被BPF优化器优化，所以，在某些程度上，它的速度比较慢。

ip protochainprotocol

功能和ip6 protochainprotocol相同，只是这个应用于 IPv4。

ether broadcast

当数据包是以太网广播数据包时为true。关键字ether是可选的。

ip broadcast

当数据包是IP广播数据包时为true。它会检查所有的广播，包括地址全是0的和地址全是1的，然后，检查子网掩码。

ether multicast

当数据包是以太网多播数据包时为true。关键字ether是可选的。下面是一个常用短语`ether[0] & 1 != 0'

ip multicast

当数据包是IP多播数据包时为true。

ip6 multicast

当数据包是IPv6多播数据包时为true。

ether protoprotocol

当数据包是以太类型的protocol时为true。protocol可以是一个数字，也可以是ip,ip6,arp,rarp,atalk,aarp,decnet,sca,lat,mopdl,moprc,iso,stp,ipx,netbeui中的一个。注意，这些符号也都是关键字，所以，他们都需要用反斜杠()转义。

[在使用FDDI(比如'fddi protocol arp')和令牌环(比如'tr protocol arp')和其他大多数这种协议时，协议根据802.2逻辑链路控制(LLC)来识别，这些信息通常在FDDI或令牌环首部的开始。

当需要识别大多数协议的标识，比如FDDI或令牌环时, Tcpdump只检查LLC报头的ID数据域，它们以SNAP格式存储，并且，组织单位识别码(Organizational Unit Identifier(OUI))为0x000000，以封装以太网。它不会检查这个包是不是SNAP格式的，并在0x000000单元有OUI。

然而，iso是个特例，它会检查LLC首部的目的服务存取点DSAP(Destination Service Access Point)和源服务存取点SSAP(Source Service Access Point)，stp和netbeui会检查LLC首部的DSAP，atalk会检查数据包是不是SNAP格式的，并且OUI是不是0x080007。Appletalk 同样如此。

在以太网的例子中，tcpdump检查大部分协议的以太网类型字段，iso，sap 和netbeui除外，因为它们会检查802.3帧，然后检查LLC首部，就像它对FDDI和令牌环那样。atalk，它检查以太网帧的Appletalk etype和SNAP格式的以太网帧，arrp，它在以太网帧中检查Appletalk ARP etype，或是在OUI为0x000000的802.2 SNAP帧中查找，还有ipx，他会在以太网帧中检查IPX etype，在LLC首部检查IPX DSAP，没有用802.3封装的LLC首部的IPX，和SNAP帧中的IPX etype。]

decnet srchost

当DECNET的源地址为host时为true，它可能是一个格式为'10.123'的地址，也可能是一个DECNET主机名。[DECNET主机名称只有在配置成可运行DECNET的Ultrix系统中才得到支持。]

decnet dsthost

当DECNET的目的地址为host时为true。

decnet hosthost

当DECNET的源地址或目的地址为host时为true。

ip,ip6,arp,rarp,atalk,aarp,decnet,iso,stp,ipx,netbeui

缩写是：

ether proto p

p 是以上协议中的一个。

lat,moprc,mopdl

缩写是：

ether proto p

p 是以上协议中的一个。注意：tcpdump 目前并不知道，如何解析出这些协议。

vlan[vlan_id]

当数据包是IEEE 802.1Q VLAN数据包时为true。若[vlan_id]被指定，则仅当数据包为指定的vlan_id，值才为true。注意，在假设数据包为VLAN数据包的前提下，表达式中的第一个关键字vlan会改变剩余表达式的解码偏移量。

tcp,udp,icmp

缩写是：

ip proto p or ip6 proto p

p 是以上协议中的一个。

iso protoprotocol

当数据包的协议类型为protocol的OSI数据包时值为true。Protocol可以是一个数字或以下名称中的一个：clnp，esis或isis。

clnp,esis,isis

缩写是：

iso proto p

p 是以上协议中的一个。注意，tcpdump并不能完成这些协议的全部解析工作。

expr relop expr

若关系式如下：relop是 >, <, >=, <=, =, != 中的一个，并且expr是一个由正整常数（用标准C语言的语法表示），标准二进制运算符[ +, -, *, /, &, | ]，运算符的长度，和指定数据包存取，则值为true。要存取数据包内的数据，可以使用以下的语法：

proto [ expr : size ]

Proto 是ether, fddi, tr, ip, arp, rarp, tcp, udp, icmp orip6中的一个，它为索引操作指明了协议层。注意，tcp,udp和其他较高层的协议类型只能应用于IPv4，而不能用于IPv6(这个问题可能在将来能得到解决)。被指定的协议层的字节偏移量由expr给出。Size是可选的，它指明了数据域中，我们所感兴趣的字节数。它可以是1，2，或4，默认为1。运算符的长度，由关键字len给出，指明了数据包的长度。

例如，`ether[0] & 1 != 0'会捕捉所有的多播数据流。表达式`ip[0] & 0xf != 5'能捕捉所有带可选域的IP数据包。表达式`ip[6:2] & 0x1fff = 0'仅捕捉未分段的数据报和段偏移量是0的数据报。这个检查隐含在tcp和udp的下标操作中。例如，tcp[0]通常指第一个字节的TCP首部，而不是指第一个字节的分段。

有些偏移量和域值可以以名字来表示，而不是数值。以下协议首部域的偏移量是正确的：icmptype (ICMP 类型域),icmpcode (ICMP 代码域), andtcpflags (TCP 标志域)。

ICMP 类型域有以下这些：icmp-echoreply,icmp-unreach,icmp-sourcequench,icmp-redirect,icmp-echo,icmp-routeradvert,icmp-routersolicit,icmp-timxceed,icmp-paramprob,icmp-tstamp,icmp-tstampreply,icmp-ireq,icmp-ireqreply,icmp-maskreq,icmp-maskreply.

TCP 标志域有以下这些：tcp-fin,tcp-syn,tcp-rst,tcp-push,tcp-push,tcp-ack,tcp-urg.

原语可以用以下内容组合：

: 用圆括号括起来的原语和操作符 (圆括号在Shell中是特殊符号，所以必须要转义)。
: 取反操作 (`!' 或 `not').
: 连接操作 (`&&' 或 `and').
: 选择操作 (`||' 或 `or').

取反操作的优先级最高。连接操作和选择操作有相同的优先级，并且它们的结合方向为从左向右。注意：做连接的时候是需要显示的and 操作符的，而不是把要连接的东西写在一起。

如果给出一个标识符，却没有关键字，那么就会假定用最近使用的关键字。例如：

not host vs and ace

等价于

not host vs and host ace

不能和下面的混淆

not ( host vs or ace )

表达式参数即可以作为单个参数，也可以作为多个参数传递给tcpdump，后者更加方便一些。一般的，如果表达式包含一个Shell的元字符，那么用一个参数传递比较容易，最好把它括起来，多个参数在传递前，用空格连接起来。