Linux环境下UDP抓包简单实用方法 (linux 抓包 udp)
UDP (User Datagram Protocol)是一种无连接协议，它通过IP网络提供无序、不可靠的数据传输。在网络通信中，经常需要对UDP数据包进行抓包分析，以了解网络中传输的情况。本文介绍在Linux环境下如何简单地使用tcpdump和wireshark两种工具抓包和分析UDP数据包。
一、使用tcpdump抓包
tcpdump是一种流行的网络流量分析工具，可以监控和记录网络接口上的数据包。要使用tcpdump抓取UDP数据包，需要在终端中输入以下命令：
“`
sudo tcpdump -i udp
“`
其中，“是需要抓包的网络接口设备名，可以通过`ifconfig`命令查看。例如，如果需要抓取eth0网络接口上的UDP数据包，可以输入以下命令：
“`
sudo tcpdump -i eth0 udp
“`
此时，tcpdump会开始监听eth0网络接口上的所有UDP数据包，并将它们输出到终端中。可以在终端中检查输出的信息，以了解网络中UDP数据包的流量情况。
除了输出数据包的信息外，tcpdump还可以使用其他选项来简化网络抓包分析。例如，使用`-n`选项可以将IP地址和端口号转换为数字形式，以避免DNS反向解析和主机名查询的开销：
“`
sudo tcpdump -n -i eth0 udp
“`
可以使用`-c`选项指定要捕获的数据包数，以避免数据包输出过多而造成的信息混乱。例如，下面的命令将捕获20个eth0网络接口上的UDP数据包：
“`
sudo tcpdump -c 20 -i eth0 udp
“`
二、使用wireshark抓包
wireshark是一款功能强大的网络协议分析器，可以使用其GUI界面轻松地对网络数据包进行深入分析。要使用wireshark抓取UDP数据包，需要在终端中输入以下命令：
“`
sudo wireshark
“`
在wireshark窗口中，点击“Capture”按钮，可以打开一个新的窗口进行网络抓包。在这个窗口中，可以选择要捕获的网络接口和捕获过滤器。要仅捕获UDP数据包，需要在过滤器中输入以下内容：
“`
udp port
“`
其中，“是需要监控的UDP端口号。例如，如果需要捕获的UDP数据包是在44444端口上发送和接收的，可以在过滤器中输入以下内容：
“`
udp port 44444
“`
此时，wireshark会开始监听网络接口上的UDP数据包，并将它们以GUI界面方式展示出来。可以在分析面板中查看数据包的详细信息，以了解UDP数据包的结构和内容。
除了展示数据包信息以外，wireshark还可以使用其他功能来辅助网络抓包分析。例如，使用过滤器可以轻松地捕获或排除特定的数据包。使用“Follow UDP Stream”功能可以捕获整个UDP数据流，并将其以可读形式展示出来。
相关问题拓展阅读：
【udp】关于docker 容器网络下使用 UDP 协议无法通讯问题的分析和处理
工作中遇到一个 docker 容器下 UDP 协议网络不通的问题，困扰了很久，也比较有意思，所以想写下来和大家分享。
我们有个应用是基于 UDP 协议的，部署上去发现无法工作，但是换成 TCP 协议是可以的（应用同时支持 UDP、TCP 协议，切换成 TCP 模式发现一切正常）。
虽然换成 TCP 能解决问题，但是我们还是想知道到底 UDP 协议在容器网络模式下为什么会出现这个问题，以防止后面其他 UDP 应用会有异常。
这个问题抽象出来是这样的：如果有 UDP 服务运行在宿主机上（或者运行在网络模型为 host 的容器里），并且监听在 0.0.0.0 地址（也就是所有的 ip 地址），从运行在 docker bridge（网桥为 docker0） 网络的容器运行客户端访问服务，两者通信有问题。
注意以上的的限制条件，通过测试，我们发现下来几种情况都是正常的：
这个问题在 docker 上也有 issue 记录，但是目前并没有合理的解决方案。
这篇文章就分析一下出现这个问题的原因，希望给同样遇到这个问题的读者提供些帮助。
这个问题很容易重现，我的实验是在 ubuntu16.04 下用 netcat 命令完成的，其他系统应该类似。
在宿主机上通过 nc 监听端口，然后使用 bridge 网络模式，run 一个容器，在容器里面使用 nc 发数据。
之一个报文是能发送出去的，但是以后的报文虽然在网络上能看到，但是对方无法接收。
在宿主机运行 nc UDP 服务器（-u 表示 UDP 协议，-l 表示监听的端口）
注：默认没有指定绑定ip，就是监听在0.0.0.0上。
然后在同一宿主机上，启动一个容器，运行客户端：
nc 的通信是双方的，不管对方输入什么字符，回车后对方就能立即收到。
但是在这个模式下，客户端之一次输入对方能够收到，后续的报文对方都收不到。
在这个实验中，容器使用的是 docker 的默认网络，容器的 ip 是 172.17.0.3，通过 veth pair（图中没有显示）连接到虚拟网桥 docker0（ip 地址为 172.17.0.1），宿主机本身的网络为 eth0，其 ip 地址为 172.16.13.13。
遇到这种疑难杂症，之一个想到的抓包。
我们需要在 docker0 上抓包，因为这是报文必经过的地方。
通过过滤容器的 ip 地址，很容器找到感兴趣的报文：
为了模拟多数应用一问一答的通信方式，我们一共发送三个报文，并用 tcpdump 抓取 docker0 接口上的报文：
抓包的结果如下，可以发现之一个报文发送出去没有任何问题。
UDP 是没有 ACK 报文的，所以客户端无法知道对方有没有收到，这里说的没有问题没有看到对应的 ICMP 差错报文。
但是第二个报文从服务端发送的报文，对方会返回一个 ICMP 告诉端口不可达；第三个报文从客户端发送的报文也是如此。以后的报文情况类似，双方再也无法进行通信了。
而此时主机上 UDP nc 服务器并没有退出，使用 ss -uan | grep可能看到它仍然在亏蠢监听着该端口。
从网络报文的分析中可以看到服好空模务端返回的报文源地址不是我们预想的 eth0 地址，而是 docker0 的地址，而客户端直接认为该报文是非法的，返回了 ICMP 的报文给对方。
那么问题的原因也可以分为两个部分：
之一个问题的关键词是：UDP 和多网络接口。
因为如果主机上只有一个网络接口，友缓发出去的报文源地址一定不会有错；而我们也测试过 TCP 协议是能够处理这个问题的。
通过搜索，发现这确实是个已知的问题。
这个问题可以归结为一句话：UDP 在多网卡的情况下，可能会发生【服务器端】【源地址】不对的情况，这是内核选路的结果。
为什么 UDP 和 TCP 有不同的选路逻辑呢？
因为 UDP 是无状态的协议，内核不会保存连接双方的信息，因此每次发送的报文都认为是独立的，socket 层每次发送报文默认情况不会指明要使用的源地址，只是说明对方地址。
因此，内核会为要发出去的报文选择一个 ip，这通常都是报文路由要经过的设备 ip 地址。
那么，为什么 dnasq 服务没有这个问题呢？
于是我使用 strace 工具抓取了 dnasq 和出问题应用的网络 socket 系统调用，来查看它们两个到底有什么区别。
dnasq 在启动阶段监听了 UDP 和 TCP 的 54 端口
因为是在本地机器上测试的，为了防止和本地 DNS 监听的DNS端口冲突，我选择了 54 而不是标准的 53 端口：
比起 TCP，UDP 部分少了 listen，但是多个 setsockopt(4, SOL_IP, IP_PKTINFO, , 4) 这句。
到底这两点和我们的问题是否有关，先暂时放着，继续看传输报文的部分。
dnasq 收包和发包的系统调用，直接使用 recvmsg 和 sendmsg 系统调用：
而出问题的 UDP 应用 strace 结果如下：
其对应的逻辑是这样的：使用 ipv6 绑定在 0.0.0.0 和 6088 端口，调用 getsockname 获取当前 socket 绑定的端口信息，数据传输过程使用的是 recvfrom 和 sendto。
对比下来，两者的不同有几点：
因为是在传输数据的时候出错的，因此之一个疑点是 sendmsg 和 sendto 的某些区别导致选择源地址有不同，通过 man sendto 可以知道 sendmsg 包含了更多的控制信息在 msghdr。
一个合理的猜测是 msghdr 中包含了内核选择源地址的信息！
通过查找，发现 IP_PKTINFO 这个选项就是让内核在 socket 中保存 IP 报文的信息，当然也包括了报文的源地址和目的地址。 IP_PKTINFO 和 msghdr 的关系可以在这个 stackoverflow 中找到：
而 man 7 ip 文档中也说明了 IP_PKTINFO 是怎么控制源地址选择的：
如果 ipi_spec_dst 和 ipi_ifindex 不为空，它们都能作为源地址选择的依据，而不是让内核通过路由决定。
也就是说，通过设置 IP_PKTINFO socket 选项为 1，然后使用 recvmsg 和 sendmsg 传输数据就能保证源地址选择符合我们的期望。
这也是 dnasq 使用的方案，而出问题的应用是因为使用了默认的 recvfrom 和 sendto。
为什么内核会把源地址和之前不同的报文丢弃，认为它是非法的？
因为我们前面已经说过，UDP 协议是无连接的，默认情况下 socket 也不会保存双方连接的信息。即使服务端发送报文的源地址有误，只要对方能正常接收并处理，也不会导致网络不通。
但是 conntrack 不是这样，内核的 netfilter 模块会保存连接的状态，并作为防火墙设置的依据。
它保存的 UDP 连接，只是简单记录了主机上本地 ip 和端口，和对端 ip 和端口，并不会保存更多的内容。
关于 这块可参考 intables info 网站的文章：
在找到根源之前，我们曾经尝试过用 SNAT 来修改服务端应答报文的源地址，期望能够修复该问题，但是却发现这种方法行不通，为什么呢？
因为 SNAT 是在 netfilter 最后做的，在之前 netfilter 的 conntrack 因为不认识该 connection，直接丢弃了，所以即使添加了 SNAT 也是无法工作的。
那能不能把 conntrack 功能去掉呢？比如解决方案：
答案也是否定的，因为 NAT 需要 conntrack 来做翻译工作，如果去掉 conntrack 等于 SNAT 完全没用。
知道了问题的原因，解决方案也就很容易找到。
nc 可以跟两个参数，分别代表 ip 和 端口，表示服务端监听在某个特定 ip 上。
如果接收到的报文目的地址不是 172.16.13.13，也会被内核直接丢弃，这种情况下，服务端和客户端也能正常通信。
docker 容器网络下 UDP 协议的一个问题
Setting the source IP for a UDP socket
LinuxC下获取UDP包中的路由目的IP地址和头标识目的地址
Source IP address selection
UDP recvmsg 返回目的地址和目的接口信息
告知你不为人知的 UDP：连接性和负载均衡
告知你不为人知的 UDP：疑难杂症和使用
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