10.4.3 Práctica de laboratorio: Utilizar Wireshark para examinar capturas de TCP y UDP

Última actualización: septiembre 21, 2022

10.4.3 Práctica de laboratorio: Utilizar Wireshark para examinar capturas de TCP y UDP (versión para el instructor)

Topología – Parte 1 (FTP)

La parte 1 destacará una captura de TCP de una sesión FTP. Esta topología consiste en la Máquina Virtual de la estación de trabajo (Workstation VM) de CyberOps con acceso a Internet.

Topología de mini red – Parte 2 (TFTP)

Objetivos

Parte 1: Identificar campos de encabezado y operación TCP mediante una captura de sesión FTP de Wireshark.
Parte 2: Identificar campos de encabezado y operación UDP mediante una captura de sesión TFTP de Wireshark.

Aspectos básicos/situación

Dos de los protocolos de la capa de transporte de TCP/IP son TCP (definido en RFC 761) y UDP (definido en RFC 768). Los dos protocolos admiten la comunicación de protocolos de capa superior. Por ejemplo, TCP se utiliza para proporcionar soporte de capa de transporte para el protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP) y FTP, entre otros. UDP proporciona soporte de capa de transporte para el sistema de nombres de dominio (DNS) y TFTP, entre otros.

En la Parte 1 de esta práctica de laboratorio utilizarán la herramienta de código abierto Wireshark para capturar y analizar campos de encabezado del protocolo TCP para las transferencias de archivos FTP entre el equipo host y un servidor FTP anónimo. Se utiliza la línea de comandos del terminal para establecer una conexión a un servidor FTP anónimo y descargar un archivo. En la Parte 2 de esta práctica de laboratorio, utilizará Wireshark para capturar y analizar campos de encabezado UDP correspondientes a transferencias de archivos TFTP entre computadoras host de Mininet.

Recursos necesarios

• VM CyberOps Workstation
• Acceso a Internet

Instrucciones

Parte 1: Identificar campos de encabezado y operación TCP mediante una captura de sesión FTP de Wireshark

En la parte 1, utilizará Wireshark para capturar una sesión FTP e inspeccionar los campos de encabezado de TCP.

Paso 1: Iniciar una captura de Wireshark

a. Abra la VM CyberOps Workstation e inicien sesión. Abra una ventana del terminal e inicie Wireshark. El ampersand (&) envía el proceso a segundo plano y le permite continuar trabajando en el mismo terminal.

[analyst@secOps ~]$ wireshark &

b. Inicie una captura de Wireshark correspondiente a la interfaz enp0s3.

c. Abra otra ventana del terminal para acceder al sitio ftp externo. Escriba ftp ftp.cdc.gov en el cursor. Conéctense al sitio FTP de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) con el usuario anonymous y sin contraseña.

[analyst@secOps ~]$ ftp ftp.cdc.gov
Connected to ftp.cdc.gov.
220 Microsoft FTP Service
Name (ftp.cdc.gov:analyst): anonymous
331 Anonymous access allowed, send identity (e-mail name) as password.
Password:
230 User logged in.
Remote system type is Windows_NT.
ftp>

Paso 2: Descargar el archivo Readme.

a. Localicen y descarguen el archivo Readme; para ello, introduzcan el comando ls para generar una lista de los archivos.

ftp> ls
200 PORT command successful.
125 Data connection already open; Transfer starting.
-rwxrwxrwx 1 owner group 128 May 9 1995 .change.dir
-rwxrwxrwx 1 owner group 107 May 9 1995 .message
drwxrwxrwx 1 owner group 0 Feb 2 11:21 pub
-rwxrwxrwx 1 owner group 1428 May 13 1999 Readme
-rwxrwxrwx 1 owner group 383 May 13 1999 Siteinfo
-rwxrwxrwx 1 owner group 0 May 17 2005 up.htm
drwxrwxrwx 1 owner group 0 May 20 2010 w3c
-rwxrwxrwx 1 owner group 202 Sep 22 1998 welcome.msg
226 Transfer complete.

Nota: Debe recibir los siguientes mensajes:

421 Service not available, remote server has closed connection
ftp: No control connection for command

501 Server cannot access argument
500 command not understood
ftp: bind: Address already in use

Si esto sucede, significa que en ese momento el servidor FTP no funciona. Sin embargo, puede proceder con el resto del laboratorio analizando los paquetes que fue capaz de capturar y leyendo los paquetes que no capturó. También puede volver a la práctica de laboratorio más tarde para ver si el servidor FTP volvió a funcionar.

b. Introduzca el comando get Readme para descargar el archivo. Cuando finalice la descarga, introduzca el comando quit para salir. (Nota: Si no puede descargar el archivo, puede proceder con el resto del laboratorio.)

ftp> get Readme
200 PORT command successful.
125 Data connection already open; Transfer starting.
WARNING! 36 bare linefeeds received in ASCII mode
File may not have transferred correctly.
226 Transfer complete.
1428 bytes received in 0.056 seconds (24.9 kbytes/s)

c. Una vez finalizada la transferencia, introduzca quit para salir de ftp.

Paso 3: Detener la captura Wireshark

Paso 4: Ver la ventana principal de Wireshark

Wireshark capturó muchos paquetes durante la sesión FTP para ftp.cdc.gov. Si quiere limitar la cantidad de datos para el análisis, apliquen el filtro tcp and ip.addr == 198.246.117.106 y haga clic en Apply (Aplicar).

Nota: La dirección IP, 198.246.117.106, era la dirección correspondiente a ftp.cdc.gov cuando se creó esta práctica de laboratorio. Sus direcciones IP pueden ser diferentes. Si es así, busquen el primer paquete TCP que inició el Protocolo de enlace de 3 vías con ftp.cdc.gov. La dirección IP de destino es la dirección IP que deben utilizar para el filtro.

Nota: La interfaz del Wireshark puede verse ligeramente diferente a la imagen de arriba.

Paso 5: Analizar los campos TCP

Después que el filtro TCP ha sido aplicado, los primeros tres paquetes (sección de arriba) muestran la secuencia de [SYN], [SYN, ACK], y [ACK] que es el protocolo de enlace de tres vías de TCP.

TCP se utiliza en forma continua durante una sesión para controlar la entrega de datagramas, verificar la llegada de datagramas y administrar el tamaño de la ventana. Para cada intercambio de datos entre el cliente FTP y el servidor FTP, se inicia una nueva sesión TCP. Al término de la transferencia de datos, se cierra la sesión TCP. Cuando finaliza la sesión FTP, TCP realiza un cierre y un apagado ordenados.

En Wireshark, se encuentra disponible información detallada sobre TCP en el panel de detalles del paquete (sección media). Resalte los primeros datagramas TCP del host, y expanda las porciones del datagrama de TCP, como se muestra a continuación.

El datagrama expandido de TCP parece similar al panel detallado del paquete, como se muestra a continuación.

La imagen anterior es un diagrama del datagrama TCP. Se proporciona una explicación de cada campo para referencia:

• El número de puerto de origen TCP pertenece al host de la sesión TCP que abrió una conexión. Generalmente el valor es un valor aleatorio superior a 1.023.
• El número de puerto de destino TCP se utiliza para identificar el protocolo de capa superior o la aplicación en el sitio remoto. Los valores en el intervalo de 0 a 1023 representan los “puertos bien conocidos” y están asociados a servicios y aplicaciones populares (como se describe en la RFC 1700), por ejemplo, Telnet, FTP y HTTP. La combinación de la dirección IP de origen, el puerto de origen, la dirección IP de destino y el puerto de destino identifica de manera exclusiva la sesión para el remitente y para el destinatario.

Nota: En la captura anterior de Wireshark, el puerto de destino es 21, que es el FTP. Los servidores FTP escuchan las conexiones de cliente FTP en el puerto 21.

• Sequence number (Número de secuencia) especifica el número del último octeto en un segmento.
• Acknowledgment number (Número de reconocimiento) especifica el siguiente octeto que espera el destinatario.
• Code bits (bits de código) tiene un significado especial en la administración de sesiones y en el tratamiento de los segmentos. Entre los valores interesantes se encuentran:
  • ACK: reconocimiento de la recepción de un segmento.
  • SYN: sincronizar, solo se define cuando se negocia una sesión de TCP nueva durante el protocolo de enlace de tres vías de TCP.
  • FIN: finalizar, la solicitud para cerrar la sesión de TCP.
• Window size (Tamaño de la ventana) es el valor de la ventana deslizante. Determina cuántos octetos pueden enviarse antes de esperar un reconocimiento.
• Urgent pointer (Puntero urgente) solo se utiliza con un marcador urgente (URG) cuando el remitente necesita enviar datos urgentes al destinatario.
• En Options (Opciones), hay una sola opción actualmente, y se define como el tamaño máximo del segmento TCP (valor opcional).

Utilice la captura Wireshark del inicio de la primera sesión TCP (bit SYN fijado en 1) para completar la información acerca del encabezado TCP. Es posible que algunos campos no se apliquen a este paquete.

De la VM al servidor CDC (solamente el bit SYN está definido en 1):

Descripción	Resultados del Wireshark
Dirección IP de origen
Dirección IP de destino
Número de puerto de origen
Número de puerto de destino
Número de secuencia
Número de reconocimiento
Longitud del encabezado
Tamaño de la ventana

En la segunda captura filtrada de Wireshark, el servidor FTP de CDC confirma que recibió la solicitud de la VM. Observe los valores de los bits de SYN y ACK.

Complete la siguiente información sobre el mensaje de SYN-ACK.

Descripción	Resultados del Wireshark
Dirección IP de origen
Dirección IP de destino
Número de puerto de origen
Número de puerto de destino
Número de secuencia
Número de acuse de recibo
Longitud del encabezado
Tamaño de la ventana

En la etapa final de la negociación para establecer las comunicaciones, la VM envía un mensaje de acuse de recibo al servidor. Observen que solo el bit ACK está definido en 1, y que el número de secuencia se incrementó a 1.

Complete la siguiente información sobre el mensaje de ACK.

Descripción	Resultados del Wireshark
Dirección IP de origen
Dirección IP de destino
Número de puerto de origen
Número de puerto de destino
Número de secuencia
Número de acuse de recibo
Longitud del encabezado
Tamaño de la ventana

¿Cuántos otros datagramas TCP contenían un bit SYN?
Una. El primer paquete enviado por el host al comienzo de una sesión TCP.

Una vez establecida una sesión TCP, puede haber tráfico FTP entre la PC y el servidor FTP. El cliente y el servidor FTP se comunican entre ellos, sin saber que TCP controla y administra la sesión. Cuando el servidor FTP envía el mensaje Response: 220 (Respuesta:220) al cliente FTP, la sesión TCP en el cliente FTP envía un reconocimiento a la sesión TCP en el servidor. Esta secuencia es visible en la siguiente captura de Wireshark.

Cuando termina la sesión FTP, el cliente FTP envía un comando para “salir”. El servidor FTP reconoce la terminación de FTP con un mensaje Response: 221 Goodbye (Adiós). En este momento, la sesión TCP del servidor FTP envía un datagrama TCP al cliente FTP que anuncia la terminación de la sesión TCP. La sesión TCP del cliente FTP reconoce la recepción del datagrama de terminación y luego envía su propia terminación de sesión TCP. Cuando quien originó la terminación TCP (servidor FTP) recibe una terminación duplicada, se envía un datagrama ACK para reconocer la terminación y se cierra la sesión TCP. Esta secuencia es visible en la captura y el diagrama siguientes.

Si se aplica un filtro ftp, puede examinarse la secuencia completa del tráfico FTP en Wireshark. Observe la secuencia de los eventos durante esta sesión FTP. Para recuperar el archivo» Léame», se utilizó el nombre de usuario anonymous (anónimo). Una vez que se completó la transferencia de archivos, el usuario finalizó la sesión FTP.

Vuelva a aplicar el filtro TCP en Wireshark para examinar la terminación de la sesión TCP. Se transmiten cuatro paquetes para la terminación de la sesión TCP. Porque la conexión TCP es full duplex, cada dirección debe terminar de forma independiente. Examine las direcciones de origen y destino.

En este ejemplo, el servidor FTP no tiene más datos para enviar en la secuencia. Envía un segmento con el marcador FIN configurado en la trama 149. La PC envía un mensaje ACK para reconocer la recepción del mensaje FIN para terminar la sesión del servidor al cliente en la trama 150.

En la trama 151, la PC envía un mensaje FIN al servidor FTP para terminar la sesión TCP. El servidor FTP responde con un mensaje ACK para reconocer el mensaje FIN de la PC en la trama 152. Ahora finaliza la sesión de TCP entre el servidor FTP y la PC.

Parte 2: Identificar campos de encabezado y operación UDP mediante una captura de sesión TFTP de Wireshark

En la parte 2, utilizará Wireshark para capturar una sesión TFTP e inspeccionar los campos de encabezado de UDP.

Paso 1: Iniciar Mininet y el servicio tftpd.

a. Inicien Mininet. Introduzca cyberops como la contraseña cuando se los solicite el sistema.

[analyst@secOps ~]$ sudo lab.support.files/scripts/cyberops_topo.py
[sudo] contraseña para analyst:

b. Inicien H1 y H2 en el cursor mininet>.

*** Starting CLI:
mininet> xterm H1 H2

c. En la ventana del terminal de H1, inicie el servidor tftpd con el script provisto.

[root@secOps analyst]# /home/analyst/lab.support.files/scripts/start_tftpd.sh
[root@secOps analyst]#

Paso 2: Crear un archivo para la transferencia tftp

a. Cree un archivo de texto en el cursor del terminal de H1, en la carpeta /srv/tftp/.

[root@secOps analyst]# echo "This file contains my tftp data." >
/srv/tftp/my_tftp_data

b. Verifique que se haya creado el archivo con los datos deseados en la carpeta.

[root@secOps analyst]# cat /srv/tftp/my_tftp_data
This file contains my tftp data.

c. Debido a la medida de seguridad correspondiente a este servidor tftp en particular, el nombre del archivo receptor ya tiene que existir. En H2, creen un archivo de nombre my_tftp_data.

[root@secOps analyst]# touch my_tftp_data

Paso 3: Capturar una sesión de TFTP en Wireshark

a. Inicie Wireshark en H1.

[root@secOps analyst]# wireshark &

b. En el menú Editar, elija Preferencias y haga clic en la flecha para expandir Protocolos. Desplácese hacia abajo y seleccione UDP. Haga clic en la casilla de verificación Validate the UDP checksum if possible (Validar checksum UDP si es posible) y luego en OK.

c. Inicie una captura de Wireshark en la interfaz H1-eth0.

d. Inicie una sesión de tftp de H2 al servidor tftp en H1 y obtengan el archivo my_tftp_data.

[root@secOps analyst]# tftp 10.0.0.11 -c get my_tftp_data

e. Detenga la captura de Wireshark. Defina el filtro en tftp y hagan clic en Apply (Aplicar). Utilicen los tres paquetes TFTP para completar la tabla y responder las preguntas del resto de esta práctica de laboratorio.

El panel de detalles de paquetes de Wireshark muestra información detallada sobre UDP. Resalte el primer datagrama UDP del equipo host y mueva el puntero del mouse al panel de detalles de paquetes. Puede ser necesario ajustar el panel de detalles del paquete y expandir el registro UDP haciendo clic en la casilla de expansión de protocolo. El datagrama UDP expandido debe ser similar al siguiente diagrama.

En la siguiente ilustración, se muestra un diagrama de datagrama UDP. La información del encabezado está dispersa comparada con la del datagrama TCP. Al igual que TCP, cada datagrama UDP se identifica mediante el puerto de origen de UDP y el puerto de destino UDP.

Utilice la captura de Wireshark del primer datagrama UDP para completar la información acerca del encabezado UDP. El valor de checksum es un valor hexadecimal (base 16) indicado por el código anterior 0x:

Descripción	Resultados del Wireshark
Dirección IP de origen
Dirección IP de destino
Número de puerto de origen
Número de puerto de destino
Longitud del mensaje UDP
Checksum de UDP

¿Cómo verifica UDP la integridad del datagrama?
Se envía una suma de verificación en el datagrama UDP y el valor de la suma de verificación del datagrama se vuelve a calcular al recibirlo. Si la suma de verificación calculada es idéntica a la suma de verificación enviada, se supone que el datagrama UDP está completo.

Examine la primera trama que devuelve el servidor tftpd. Complete la información acerca del encabezado UDP:

Descripción	Resultados del Wireshark
Dirección IP de origen
Dirección IP de destino
Número de puerto de origen
Número de puerto de destino
Longitud del mensaje UDP
Checksum de UDP

Observe que el datagrama UDP devuelto tiene un puerto de origen UDP diferente, pero este puerto de origen se utiliza para el resto de la transferencia TFTP. Dado que no hay una conexión confiable, para mantener la transferencia TFTP, sólo se utiliza el puerto de origen usado para comenzar la sesión TFTP.

También observe que el valor de checksum UDP es incorrecto. Lo más probable es que se deba a la descarga de checksum UDP. Para obtener más información acerca del motivo por el cual sucede esto, realice una búsqueda de “UDP checksum offload”.

Paso 4: Limpieza

En este paso cerrarán y limpiarán Mininet.

a. En el terminal que inició Mininet, introduzcan quit en el cursor.

mininet> quit

b. En el prompt, ingrese sudo mn –c para limpiar el proceso iniciado por Mininet.

[analyst@secOps ~]$ sudo mn -c

Pregunta de reflexión

Esta práctica de laboratorio brindó la oportunidad de analizar las operaciones de protocolo UDP y TCP de sesiones TFTP y FTP capturadas. ¿En qué se diferencia la manera de administrar la comunicación de TCP con respecto a UDP?

TCP administra la comunicación de manera muy diferente a UDP porque la confiabilidad y la entrega garantizada requieren un control adicional sobre el canal de comunicación. UDP tiene menos sobrecarga y control, y el protocolo de la capa superior debe proporcionar algún tipo de control de reconocimiento. Ambos protocolos, sin embargo, transportan datos entre clientes y servidores utilizando protocolos de capa de aplicación y son apropiados para el protocolo de capa superior que cada uno admite.