【工具分享】moloch：网络流量回溯分析系统

0x01 故事背景

某一天的早上，你怀着愉快的心情来到公司，开始美好的一天工作生活。有个业务后台的同事找到你说昨天下班后有人反馈说访问他的业务后台有问题，他想分析网络层面的数据包看看，是否能看出什么问题。你微微一笑，作为一个资深网工，抓包这种小事，这不是正是花式秀tcpdump还是tshark的时候么？

突然又觉得那里不对…什么鬼？要抓昨天晚上的数据包，你突然想到的竟然是这货…

既然没有这么逆天的技能的时光鸡小伙伴那还是搭建一个流量回溯系统吧

0x02 架构简述

流量回溯系统首先要面临几个问题：数据包的存取和协议的分析，当数据量很大的时候检索的速度等…

刚开始的想法是使用tshark 设定数据包大小，让tshark在后台一直抓包。用了一下效果不忍直视。

后来又找了一些其它的解决方案比如: Analyzing Network Packets with Wireshark, Elasticsearch, and Kibana之类的，效果都不是很好

直到有一天，老大介绍了一个系统：moloch。

数据的来源是交换机的镜像端口，moloch 系统主要涉及三个组件 Capture，elasticsearch 和 Viewer。

Capture 用来抓取流量会以pcap的格式存储到硬盘上面，还会存一份对应关系到es中，Viewer提供web界面。

moloch简介

Moloch是一款由 AOL 开源的，能够大规模的捕获IPv4数据包（PCAP）、索引和数据库系统

环境搭建

存储数据包对机器的性能要求，moloch 提供了评估页面。

Moloch Estimators

硬件环境：我的测试环境是一台Dell Inc. PowerEdge R720/0T0WRN

cpu : Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2650 0 @ 2.00GHz

memory: 100G+

disk: 8T

这是一台配置比较好的机器。所以我的Capture Machines和Elasticsearch Machines都放在一台上面，有条件的强烈推荐把这2个组件分离开来。

根据官方的文档有2个事情注意一下：

1 Moloch is no longer supported on 32 bit machines.

moloch不支持32位系统。

2 Our deployment is on Centos 6 with the elrepo 4.x kernel upgrade for packet performance increases.

内核4.X 有助于抓包性能提升，我的系统环境 centos7 更新到最新的版本。

[root@moloch ~]# cat /etc/redhat-release CentOS Linux release 7.4.1708 (Core)

内核版本也更新到4.x。

[root@moloch ~]# uname -r4.13.7-1.el7.elrepo.x86_64

moloch 安装

先去官网下载一下安装包 Downloads。

我选择是Nightly版本，可以体验新的特性。

moloch安装命令

rpm -ivh moloch-nightly.x86_64.rpm

pfring 安装

moloch的Capture，默认使用libpcap，后面我们会用pfring，提升抓包性能。

cd /etc/yum.repos.d/
wget http://packages.ntop.org/centos-stable/ntop.repo -O ntop.repo•wget http://packages.ntop.org/centos-stable/epel-7.repo -O epel.repo•yum erase zeromq3 (Do this once to make sure zeromq3 is not installed)
yum clean all
yum update
yum install pfring

elasticsearch 安装配置

es可以选择在配置moloch时候安装，也可以自己单独安装，我选择自己单独安装。

安装命令

rpm -ivh elasticsearch-5.6.2.rpm
# 优化es[root@moloch elasticsearch]# vim jvm.options# Xms represents the initial size of total heap space# Xmx represents the maximum size of total heap space-Xms32g-Xmx32g
[root@moloch elasticsearch]# vim elasticsearch.yml
#抓包经常会把硬盘用完，当硬盘使用空间到80% es 就开始报警 ，我直接把报警关掉的。
cluster.routing.allocation.disk.threshold_enabled: falsenetwork.host: 10.10.7.7
[root@moloch ~]# curl http://10.10.7.7:9200{  "name" : "E2BtdPC",  "cluster_name" : "elasticsearch",  "cluster_uuid" : "EiSTiNE-QGaTt9z0V8HPkw",  "version" : {    "number" : "5.6.2",    "build_hash" : "57e20f3",    "build_date" : "2017-09-23T13:16:45.703Z",    "build_snapshot" : false,    "lucene_version" : "6.6.1"},  "tagline" : "You Know, for Search"}

0x03 配置优化

配置moloch

# 开始使用脚本配置moloch[root@moloch db]# /data/moloch-nightly/bin/ConfigureFound interfaces: bond0;em1;em2;em3;em4;lo# 选择需要监控的网卡 也就是你的镜像流量对应的网卡Semicolon ';' seperated list of interfaces to monitor [eth1] em4
Install Elasticsearch server locally for demo, must have at least 3G of memory, NOT recommended for prod# 写上es地址Elasticsearch server URL [http://localhost:9200] http://10.10.7.7:9200      
# 输入一个密码
Password to encrypt S2S and other things [no-default] 输密码
Moloch - Creating configuration files
Installing systemd start files, use systemctl
Moloch - Installing /etc/logrotate.d/moloch to rotate files after 7 days
Moloch - Installing /etc/security/limits.d/99-moloch.conf to make core and memlock unlimited
Moloch - Downloading GEO files
# 这个地方等待时间有点长，需要去下载下面的文件
2017-09-27 14:56:46 URL:https://www.iana.org/assignments/ipv4-address-space/ipv4-address-space.csv 
2017-09-27 14:57:02 URL:http://www.maxmind.com/download/geoip/database/asnum/GeoIPASNum.dat.gz 
2017-09-27 15:13:14 URL:http://download.maxmind.com/download/geoip/database/asnum/GeoIPASNumv6.dat.gz 
2017-09-27 15:13:26 URL:http://www.maxmind.com/download/geoip/database/GeoLiteCountry/GeoIP.dat.gz 
2017-09-27 15:13:35 URL:http://geolite.maxmind.com/download/geoip/database/GeoIPv6.dat.gz 
5)  Initialize/Upgrade Elasticsearch Moloch configuration
[root@moloch db]# /data/moloch/db/db.pl http://10.10.7.7:9200 initIt is STRONGLY recommended that you stop ALL moloch captures and viewers before proceeding.
There is 1 elastic search data node, if you expect more please fix first before proceeding.
This is a fresh Moloch install
Erasing
Creating
Finished.  Have fun!Finished#
6) Add an admin user if a new install or after an init
[root@moloch db]# /data/moloch/bin/moloch_add_user.sh admin "输密码" tcitops --admin
7) Start everything
[root@moloch db]# systemctl restart molochcapture.service
[root@moloch db]# systemctl restart molochviewer.service
8) Look at log files for errors
/data/moloch/logs/viewer.log
/data/moloch/logs/capture.log
9) Visit http://molochhost:8005 with your favorite browser.
user: admin
password: password from step #6

不要使用弱口令哦！

moloch 登陆

经过上面的配置，让我们来访问一下moloch。

在浏览器中输入 http://10.10.7.7:8005 输入账号上面定的密码。

出现如下界面的时候表示系统已经搭建起来啦。

0x04 数据删除

我现在的环境每天都有好几个T的数据包，es每天也有差不多200个G数据产生，所以当系统搭建起来后第一件事情强烈推荐大家考虑数据的删除保留问题。

# 关于pcap的数据包 我是使用moloch来控制删除
[root@moloch ~]# vim /data/moloch-nightly/etc/config.ini
# moloch 默认是freeSpaceG = 5%，也就是磁盘空间会保留5% freeSpaceG = 5%
# es使用moloch自带的脚本来控制删除
[root@moloch db]# vim daily.sh 
#  !/bin/sh
# This script is only needed for Moloch deployments that monitor live traffic.
# It drops the old index and optimizes yesterdays index.
# It should be run once a day during non peak time.
# CONFIGESHOSTPORT=10.100.10.7:9200
RETAINNUMDAYS=1
/data/moloch-nightly/db/db.pl $ESHOSTPORT expire daily $RETAINNUMDAYS
# 在做个定时任务 每天晚上跑一次
[root@moloch ~]# crontab -e01 04 * * * /data/moloch-nightly/db/daily.sh >> /var/log/moloch/daily.log 2>&1

网卡优化

# Set ring buf size, see max with ethool -g eth0ethtool -G eth0 rx 4096 tx 4096# Turn off feature, see available features with ethtool -k eth0ethtool -K eth0 rx off tx off gs off tso off gso off

High Performance Settings

# MOST IMPORTANT, use basic magicMode, libfile kills performancemagicMode=basic
# 官方说 pfring 效果更好 
# pfring/snf might be betterpcapReadMethod=tpacketv3
# Increase by 1 if still getting Input Dropstpacketv3NumThreads=2
# DefaultspcapWriteMethod=simplepcapWriteSize = 2560000
# Start with 5 packet threads, increase by 1 if getting thread dropspacketThreads=5
# Set to number of packets a secondmaxPacketsInQueue = 200000

pfring 配置

# 什么鬼 官方又建议 先去尝试tpacketv3  不过我还是建议使用pfring
We suggest you try tpacketv3 first if available on the host
[root@moloch ~]# vim /data/moloch-nightly/etc/config.inirootPlugins=reader-pfring.so
pcapReadMethod=pfring

查看抓包

# 让我们先用命令看看 网卡接收流量
[root@moloch ~]# dstat -n 
-net/total-
 recv  send 115M 1761k 112M 1238k 109M  168k 107M 1111k 110M 1695k 111M 1477k 107M 2305k

我们在来看看同一时间moloch中抓包数据量，因为都是动态数值，但是结果如此接近，是不是可以说千兆网卡下已经可以做到100% 数据包抓取，不信你去看pfring 官方文档

0x05 功能使用

看到这里的同学都应该是真爱了，下面开始满满都是福利啦。

历史数据分析

你可以写一些search expression自由搭配检索你需要的信息，es作为支持速度就是快。

举个例子：源ip == 10.101.26.60 and 协议是 http 的信息如下：

数据包导出

你要是更习惯用wireshark分析，没有问题，moloch导出pcap也是很方便的、

推荐time range : “00:00:01”，bounding：“last packet”。moloch显示的是会话信息，bounding就很好理解了。

还有记得点一下“matching items”我的环境一秒钟大概导出200M的数据量。

先确定一下时间，然后点一下export pcap。

然后开始export pcap，就这么简单！

0x06 结束语

流量分析是一个比较复杂的系统工作，moloch在大规模的捕获数据包、索引方面做得相当卓越了。

在数据包的存取问题解决的情况下，随之而来的更多是数据包的分析：tcp的重传，mysql的慢查询，http的响应时间，这些可以从网络层面给业务带来红利的研究，值得大家去深挖研究。

欢迎有兴趣的小伙伴留言一起讨论。

（完）