软件定义网络实验教程
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任务三 交互式数据包处理工具Scapy使用介绍

任务目的

1. 了解Scapy的背景和基本功能，体会Scapy的优势。

2. 掌握查看Scapy所支持的协议、命令的方法。

3. 掌握自定义数据包，发送、接收数据包的方法。

任务环境

交互式数据包处理工具Scapy使用介绍实验的拓扑如图1-10所示。

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图1-10　实验拓扑

实验环境镜像配置说明如表1-9所示。

表1-9　实验环境镜像配置说明

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注：系统默认的账户为root/root@openlab、openlab/user@openlab。

任务内容

1. 学习Scapy的基本功能、特性和安装方法。

2. 学习使用Scapy的基本命令，主要包括ls()、lsc()、help()等。

3. 学习使用Scapy创建数据包，发送、接收数据包。

实验原理

一　概述

Scapy是一个基于Python编写的交互式数据包处理程序，使用Python解释器作为命令面板。可以用来发送、嗅探、解析和伪造网络数据包，常用于网络攻击和测试。Scapy不仅可以实现扫描、路由跟踪、探测、单元测试、攻击和发现网络等传统功能，也可以代替hping、arpspoof、arp-sk、arping、p0f，实现部分Namp、Tcpdump和tshark的功能。它能够伪造或解码大量的网络协议数据包，能够发送、捕捉、匹配请求和回复包等。它还可以发送无效数据帧、注入修改的802.11数据帧、在WEP上解码加密通道（VOIP）、ARP缓存攻击（VLAN）等，这也是其他工具无法处理完成的。Scapy主要负责定义、发送和接收报文。用户利用Scapy定义一系列报文，接着发送这些报文，然后会收到回应，Scapy将收到的回应与请求匹配，匹配结果返回到存放报文对（请求，回应）的列表和没有匹配报文的列表。

Scapy不仅可以进行交互式数据包处理，还可以作为Python模块在Python程序中使用。需要注意的是，无论是交互式数据处理还是在Python代码中使用，都需要基于root权限。

二　安装使用

Scapy是第三方库，系统上默认是没有安装的。在Ubuntu下，可以直接使用命令sudo apt-get install scapy进行安装，安装完成以后，在终端下执行sudo scapy就可以进入Scapy的命令行模式。

Scapy常用功能如下。

1. conf：查看配置信息，如下所示。

　>>> conf 
　ASN1_default_codec = <ASN1Codec BER[1]> 
　AS_resolver = <scapy.as_resolvers.AS_resolver_multi instance at 0x13c1dd0> 
　( 此处省略 N 行 ) 
　verb       = 2 
　version    = '2.3.2' 
　warning_threshold = 5 
　wepkey     = ''

2. lsc()：查看Scapy支持的所有命令，如下所示。

　>>> lsc() 
　arpcachepoison      : Poison target's cache with (your MAC,victim's IP) couple 
　arping              : Send ARP who-has requests to determine which hosts are up 
　bind_layers         : Bind 2 layers on some specific fields' values 
　corrupt_bits        : Flip a given percentage or number of bits from a string 
　( 此处省略 N 行 ) 
　wireshark           : Run wireshark on a list of packets 
　wrpcap              : Write a list of packets to a pcap file

3. ls()：查看实现的网络协议。ls()中携带的参数可以是任何一个具体的包，常用的有ARP、Ether、ICMP、IP、UDP、TCP，也支持SNMP、DHCP、STP等。

缺省参数模式如下。

　>>> ls() 
　AH         : AH 
　ARP        : ARP 
　ASN1_Packet : None 
　ATT_Error_Response : Error Response 
　ATT_Exchange_MTU_Request : Exchange MTU Request 
　( 此处省略 N 行 ) 
　_IPv6ExtHdr : Abstract IPV6 Option Header 
　_MobilityHeader : Dummy IPv6 Mobility Header

携带参数模式如下。

　>>> ls(UDP) 
　sport        : ShortEnumField           = (53) 
　dport        : ShortEnumField           = (53) 
　len          : ShortField               = (None) 
　chksum       : XShortField              = (None)

4. IP模块的使用。

可以像在Python中一样实例化一个IP对象，如下所示。

　>>> data = IP()   
　>>> data   
　<IP >

也可以传入需要自定义的参数，如下所示。

　>>> data = IP(dst="172.16.2.79")   
　>>> data   
　<IP dst=172.16.2.79 >

查看IP模块对象的所有信息，如下所示。

　>>> data = IP()   
　>>> data.show()   
　###[ IP ]###  
　version= 4  
　ihl= None  
　tos= 0x0  
　len= None  
　id= 1  
　flags=  
　frag= 0  
　ttl= 64  
　proto= ip  
　chksum= None  
　src= 127.0.0.1  
　dst= 127.0.0.1  
　\options\

5. 创建数据包。

Scapy的数据包创建是按照TCP/IP的参考模型，具体支持网络接入层、网络互联层、传输层、应用层。Scapy为每一层都写了相应的类，创建数据包时只要将这些类实例化，然后调用类的方法或改变类的参数值即可。各个层的协议都有各自的创建函数，如IP()、TCP()、UDP()等，不同层之间通过“/”连接。

6. 发送和接收报文。

可以将上面的IP对象封装成一个数据包发送出去。

send：在第三层即网络层发送数据包，但没有接收功能。

　>>> send(data, iface="eth0")  
　.  
　Sent 1 packets.

sendp：在第二层即数据链路层发送数据包，同样没有接收功能。

sr：在第三层即网络层发送数据包，有接收功能。

sr1：在第三层即网络层发送数据包，有接收功能，但只接收第一个包。

srp：在第二层即数据链路层发送数据包，有接收功能。

srp1：在第二层即数据链路层发送数据包，有接收功能，但只接收第一个包。

实验步骤

一　实验环境检查

步骤1　以root用户登录主机1，执行ifconfig命令查看主机1的IP地址，如下所示。

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步骤2　以root用户登录主机2，执行ifconfig命令查看主机2的IP地址，如下所示。

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二　学习Scapy基本命令

步骤1　以root用户登录主机1，执行scapy命令登入Scapy环境进行实验操作，如下所示。

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说明：如果没有安装所有可选包，会弹出提示消息，不过并不影响发送、接收数据包等基本功能。

步骤2　执行ls()命令，显示Scapy支持的所有协议。

步骤3　执行lsc()命令，显示Scapy支持的所有命令。

步骤4　执行help(send)，显示send命令相关的用法，如下所示。

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说明：按“q”键退出help()命令。

步骤5　执行如下命令，定义一个名为mypacket的IP数据包，并查询该数据包的详细信息，如下所示。

　>>> mypacket = IP()
　>>> mypacket.show()
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三　创建数据包

步骤1　执行以下命令，创建IP层，将主机2的IP设为目的IP，并查看设置后的结果，如下所示。

　>>> my_ip = IP(dst="10.0.0.2")
　>>> my_ip.dst
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步骤2　执行以下命令，查看默认的ttl字段，并修改ttl为27，如下所示。

　>>> my_ip.ttl
　>>> my_ip.ttl=27
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步骤3　执行以下命令，创建TCP层后查看默认的flags字段，然后修改flags为“SA”，并查看修改后的flags字段，如下所示。

　>>> my_tcp=TCP()
　>>> my_tcp.flags
　>>> my_tcp.flags="SA"
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步骤4　执行以下命令显示整个数据包，不同层之间用“/”连接，如下所示。

　>>> [p for p in my_ip/my_tcp]
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四　发送接收数据包

步骤1　执行如下命令发送数据包，但并不接收响应。其中，send()在第三层即网络层发送数据包，而sendp()在第二层即数据链路层发送，如下所示。

　>>>send(IP(dst="10.0.0.2",ttl=15)/ICMP())
　>>>sendp(Ether()/IP(dst="10.0.0.2",ttl=15)/ICMP())
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步骤2　执行以下命令，使用sr()发送数据包，并接收响应，如下所示。

　>>> result,unanswered=sr(IP(dst="10.0.0.2",ttl=(3,10))/ICMP())
　>>> result.show()
　>>> unanswered.show()
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由上可知，利用sr()在第三层，即网络层发送数据包，向10.0.0.2发送ttl分别为3~10的8个ICMP数据包。其中，有8个获得响应，0个没有响应。

步骤3　执行如下命令，使用sr1()发送数据包，并查看响应数据包，如下所示。

　>>> result=sr1(IP(dst="10.0.0.2",ttl=(22,35))/ICMP())
　>>> result.show()
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由上可知，虽然sr1()也用于发送数据包并接收响应，但是sr1()只接收第一个数据包。

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