moloch 网络流量回溯分析系统

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

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。

简介

moloch简介

Moloch是一款开源的,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

准备工作

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 -r
4.13.7-1.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: false
network.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"
}

配置优化

配置moloch

# 开始使用脚本配置moloch
[root@moloch db]# /data/moloch-nightly/bin/Configure
Found 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] root!123
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 [2306
2017-09-27 14:57:02 URL:http://www.maxmind.com/download/geoip/database/asnum/GeoIPASNum.dat.gz [2462473/
2017-09-27 15:13:14 URL:http://download.maxmind.com/download/geoip/database/asnum/GeoIPASNumv6.dat.gz [2
2017-09-27 15:13:26 URL:http://www.maxmind.com/download/geoip/database/GeoLiteCountry/GeoIP.dat.gz [6582
2017-09-27 15:13:35 URL:http://geolite.maxmind.com/download/geoip/database/GeoIPv6.dat.gz [1044601/10446

# 5)  Initialize/Upgrade Elasticsearch Moloch configuration
[root@moloch db]# /data/moloch-nightly/db/db.pl http://10.10.7.7:9200 init
It 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-nightly/bin/moloch_add_user.sh admin "Admin User" THEPASSWORD --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

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 输入账号密码 admin THEPASSWORD

出现如下界面的时候 表示系统已经搭建起来啦。

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.
# CONFIG
ESHOSTPORT=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 -e
01 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 eth0
ethtool -G eth0 rx 4096 tx 4096
# Turn off feature, see available features with ethtool -k eth0
ethtool -K eth0 rx off tx off gs off tso off gso off

High Performance Settings

# MOST IMPORTANT, use basic magicMode, libfile kills performance
magicMode=basic

# 官方说 pfring 效果更好 
# pfring/snf might be better
pcapReadMethod=tpacketv3

# Increase by 1 if still getting Input Drops
tpacketv3NumThreads=2

# Defaults
pcapWriteMethod=simple
pcapWriteSize = 2560000

# Start with 5 packet threads, increase by 1 if getting thread drops
packetThreads=5

# Set to number of packets a second
maxPacketsInQueue = 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.ini
rootPlugins=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

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

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。

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