Администратор тестов сети

Администратор тестов сети отслеживает входящие и исходящие сетевые пакеты в системе (информация пакета интерпретируется модулем bpf в AIX). Спецификация теста позволяет указывать фильтры BPF (пакетный фильтр Berkeley), аналогичные выражениям фильтров программы tcpdump для более точного отслеживания.

Можно использовать встроенные переменные для чтения заголовка и полезной нагрузки пакета для интернет-протоколов. Например, протоколов IPv4, IPv6, TCP, UDP, ICMP, IGMP и ARP.

Администратор тестов сети сообщает о важных событиях протокола (например, изменение состояния TCP, время оборота пакета, повторные передачи, переполнение буфера UDP).

Администратор тестов сети используется главным образом в следующих случаях:

• Предоставление модулю bpf следующей информации о пакете на основе IP-адреса и портов:
  • Отслеживание входящих и исходящих данных для соединения.
  • Для чтения заголовка протокола и полезной нагрузки предусмотрены следующие встроенные переменные.
    • Флаги TCP (SYN, FIN), последовательность TCP и число подтверждения.
    • IPv4/IPv6 (IP-адреса, типы протоколов: tcp, udp, icmp, igmp и т. д.)
    • ICMP (тип пакета: ECHO REQUEST, ECHO RESPONSE и т. д.).
• Обеспечение доступа к полному исходному содержимому сетевого пакета для обработки сценарием теста.
• Информирование о следующих событиях протокола:
  • Отслеживание событий заполнения буфера отправителя и получателя TCP.
  • Переход соединения TCP из состояния SYN-SENT в состояние ESTABLISHED или из состояния ESTABLISHED в состояние CLOSE.
  • Мониторинг времени перехода между состояниями (например, сколько времени занял переход из состояния SYN-SENT в состояние ESTABLISHED).
  • Обнаружение получателей (информация о соединении), отклоняющих соединения из-за переполнения очереди.
  • Обнаружение повторных передач (вторая и последующие повторные передачи пакета) для соединений TCP.
  • Обнаружение потери пакетов сокетом UDP из-за слишком маленького буфера приема.

Спецификация теста

Спецификация теста для администратора тестов сети состоит из трех или пяти кортежей, разделенных двоеточием (:). Первый кортеж всегда @@net.

Администратор тестов сети поддерживает две основные категории спецификаций: одна предназначена для сбора информации о пакете, другая - для сбора информации о протоколе.

• Формат для сбора информации о пакете:

  @@net:bpf:<интерфейс-1>|<интерфейс-2>|…..:<протокол>:<фильтр>

• Формат для сбора информации о протоколе

  @@net:tcp:<имя-события>

  @@net:udp:<имя-события>

Подтип теста

Второй кортеж обозначает подтип теста, указывающий уровень сетевого стека AIX, содержащий тест. Этот кортеж может иметь одно из следующих значений (* нельзя указывать):

Проверка сетевого события или сбор информации о сетевом пакете

Третий кортеж зависит от подтипа (второй кортеж). Его значение не может быть *.

Тесты bpf

Спецификация содержит 5 кортежей для тестов bpf (см. следующую таблицу).

1. Формат спецификации для доступа к встроенным переменным, связанным с заголовком Ethernet (__etherhdr), заголовком IP (__ip4hdr или __ip6hdr) и заголовком TCP (__tcphdr), из сценария Vue, когда интерфейс en0 принимает или отправляет пакеты через порт 23 (строка фильтра "port 23"):

   @@net:bpf:en0:tcp:"port 23"

2. Формат спецификации для доступа ко встроенным переменным, связанным с заголовком Ethernet (__etherhdr), IP-заголовком (__ip4hdr или __ip6hdr) и заголовком UDP (__udphdr) из сценария Vue, если система взаимодействует с хостом example.com (строка фильтра “example.com”) через интерфейсы en0 и en1:

   @@net:bpf:en0|en1:udp:"host example.com"

3. Формат спецификации для доступа к исходным данным пакета, когда система принимает или отправляет пакеты для "host example.com":

   @@net:bpf:en1:*:"host example.com"

Пример

Сценарий VUE для доступа к исходным данным пакета, когда для протокола указано значение "*".

 /* Определение структуры заголовка ether */
struct  ether_header {
        char  ether_dhost[6];
        char  ether_shost[6];
        short ether_type;
};

/* Сценарий ProbeVue для доступа к исходным данным пакета и их интерпретации */

@@net:bpf:en0:*:"port 23"
{
        /* определение локальных переменных сценария */
        __auto struct ether_header eth;
        __auto char *mb;

        /* __mdata содержит адрес данных пакета */
        mb =(char *) __mdata;
        printf("probevue для сети\n");
        
       /* 
        * Применение функции VUE copy_kdata() для копирования данных 
        * запрошенного размера (размер структуры ether_header) из mbuf в переменную eth
        * (тип ether_header).
        */
        copy_kdata (mb, eth);
        printf("Тип из исходных данных: %x\n",eth.ether_type);
      
}

Тесты TCP

Спецификация содержит три кортежа для тестов TCP (см. следующую таблицу).

Во встроенную переменную __proto_info помещается информация о соединении TCP (локальный IP-адрес, удаленный IP-адрес, локальный порт и удаленный порт) при возникновении события TCP. Удаленный порт и удаленный IP-адрес имеют значение NULL для события listen_q_full.

Пример

Спецификации тестов для изменений состояния протокола TCP:

@@net:tcp:state_change

Тесты udp

Для тестов udp спецификация состоит из трех кортежей (см. следующую таблицу).

Встроенная переменная __proto_info позволяет получить данные протокола UDP (исходный и целевой IP-адреса и номера портов), если возникает событие переполнения буфера приема.

@@net:udp:sock_recv_buf_overflow

Пример

Спецификации тестов для переполнения буфера приема данных сокета UDP:

@@net:udp:sock_recv_buf_overflow

Встроенные переменные для сценариев Vue, связанные с тестами сети

Сетевые события можно тестировать с помощью следующих встроенных переменных.

Встроенная переменная __etherhdr

Переменная __etherhdr - это специальная встроенная переменная, позволяющая получить информацию о заголовке ether из отфильтрованного пакета. Эта переменная доступна в тестах пакетной информации на уровне интерфейса с одним из следующих протоколов: ipv4, tcp, udp, icmp4 и rarp. Эта переменная доступна в тестах подтипа bpf. К ее элементам можно обращаться с помощью следующего синтаксиса: __etherhdr->элемент.

Значение встроенной переменной __etherhdr состоит из следующих элементов:

Переменная __ip4hdr - это специальная встроенная переменная, позволяющая получить информацию о заголовке IPv4 из отфильтрованного пакета. Эта переменная доступна в тестах пакетной информации на уровне интерфейса с одним из следующих протоколов: ipv4, tcp, udp, icmp4 и igmp. И содержит допустимые данные, когда версия протокола IP - IPv4. Эта переменная доступна в тестах подтипа bpf. К ее элементам можно обращаться с помощью следующего синтаксиса: __ip4hdr->элемент.

Эта встроенная переменная содержит следующие элементы:

IPPROTO_HOPOPTS,
IPPROTO_ICMP, 
IPPROTO_IGMP,
IPPROTO_TCP, 
IPPROTO_UDP, 
IPPROTO_ROUTING,
IPPROTO_FRAGMENT, 
IPPROTO_NONE, 
IPPROTO_LOCAL

Встроенная переменная __ip6hdr

Переменная __ip6hdr - это специальная встроенная переменная, позволяющая получить информацию о заголовке IPv6 из отфильтрованного пакета. Эта переменная доступна в тестах пакетной информации на уровне интерфейса. Эта переменная с любым из протоколов ipv6, tcp, udp и icmp6 содержит допустимые данные, когда версия протокола IP - IPv6. Эта переменная доступна в тестах подтипа bpf. К ее элементам можно обращаться с помощью следующего синтаксиса: __ip6hdr->элемент.

Эта встроенная переменная содержит следующие элементы:

Встроенная переменная __tcphdr

Переменная __tcphdr - это специальная встроенная переменная, позволяющая получить информацию о заголовке tcp из отфильтрованного пакета. Эта переменная доступна в тестах пакетной информации на уровне интерфейса с протоколом TCP. Она доступна в тестах подтипа bpf. К ее элементам можно обращаться с помощью следующего синтаксиса: __tcphdr->элемент.

Встроенная переменная __tcphdr состоит из следующих элементов:

Встроенная переменная __udphdr

Переменная __udphdr - это специальная встроенная переменная, позволяющая получить информацию о заголовке udp из отфильтрованного пакета. Эта встроенная переменная доступна в тестах пакетной информации на уровне интерфейса с протоколом udp. Она доступна в тестах подтипа bpf. К ее элементам можно обращаться с помощью следующего синтаксиса: __udphdr->элемент.

Встроенная переменная __udphdr содержит следующие элементы:

Встроенная переменная __icmp

Переменная __icmp - это специальная встроенная переменная, позволяющая получить информацию о заголовке icmp из отфильтрованного пакета. Эта встроенная переменная доступна в тестах пакетной информации на уровне интерфейса с протоколом icmp. Она доступна в тестах подтипа bpf. К ее элементам можно обращаться с помощью следующего синтаксиса: __icmp->элемент.

Эта встроенная переменная содержит следующие элементы:

ICMP_ECHOREPLY, 
ICMP_UNREACH
ICMP_SOURCEQUENCH,
ICMP_REDIRECT,
ICMP_ECHO, 
ICMP_TIMXCEED,
ICMP_PARAMPROB,
ICMP_TSTAMP,
ICMP_TSTAMPREPLY,
ICMP_IREQ, 
ICMP_IREQREPLY,
ICMP_MASKREQ,
ICMP_MASKREPLY

ICMP_REDIRECT_NET 
ICMP_REDIRECT_HOST 
ICMP_REDIRECT_TOSNET 
ICMP_REDIRECT_TOSHOST

ICMP_TIMXCEED_INTRANS
ICMP_TIMXCEED_REASS

Встроенная переменная __icmp6

Переменная __icmp6 - это специальная встроенная переменная, содержащая заголовок icmpv6 отфильтрованного пакета. Эта переменная доступна в тестах пакетной информации на уровне интерфейса с протоколом icmp6. Она доступна в тестах подтипа bpf. Элементы этой встроенной переменной доступны посредством синтаксиса "__icmp6->элемент".

__icmp6 состоит из следующих элементов:

ICMP6_DST_UNREACH
ICMP6_PACKET_TOO_BIG
ICMP6_TIME_EXCEEDED
ICMP6_PARAM_PROB
ICMP6_INFOMSG_MASK
ICMP6_ECHO_REQUEST
ICMP6_ECHO_REPLY 

ICMP6_DST_UNREACH_NOROUTE
ICMP6_DST_UNREACH_ADMIN
ICMP6_DST_UNREACH_ADDR
ICMP6_DST_UNREACH_BEYONDSCOPE
ICMP6_DST_UNREACH_NOPORT

Встроенная переменная __igmp

__igmp - это специальная встроенная переменная, содержащая заголовок igmp отфильтрованного пакета. Эта переменная доступна в тестах пакетной информации на уровне интерфейса с протоколом igmp. Эта переменная доступна в тестах подтипа bpf. Ее элементы доступны посредством синтаксиса "__igmp->элемент".

Встроенная переменная __igmp содержит следующие элементы:

IGMP_HOST_MEMBERSHIP_QUERY
IGMP_HOST_MEMBERSHIP_REPORT
IGMP_DVMRP
IGMP_HOST_NEW_MEMBERSHIP_REPORT
IGMP_HOST_LEAVE_MESSAGE
IGMP_HOST_V3_MEMBERSHIP_REPORT
IGMP_MTRACE
IGMP_MTRACE_RESP
IGMP_MAX_HOST_REPORT_DELAY

DVMPP_PROBE 1
DVMRP_REPORT 2
DVMRP_ASK_NEIGHBORS 3
DVMRP_ASK_NEIGHBORS2 4
DVMRP_NEIGHBORS 5
DVMRP_NEIGHBORS2 6
DVMRP_PRUNE 7
DVMRP_GRAFT 8
DVMRP_GRAFT_ACK 9
DVMRP_INFO_REQUEST 10
DVMRP_INFO_REPLY 11

Встроенная переменная __arphdr

Переменная __arphdr - это специальная встроенная переменная, позволяющая получить информацию о заголовке arphdr из отфильтрованного пакета. Эта переменная доступна в тестах пакетной информации на уровне интерфейса с протоколом arp или rarp. Она доступна в тестах подтипа bpf. К элементам переменной __arphdr можно обращаться посредством синтаксиса __arphdr->элемент.

Встроенная переменная __arphdr состоит из следующих элементов:

ARPHRD_ETHER, 
ARPHRD_802_5, 
ARPHRD_802_3 и 
ARPHRD_FDDI

SNAP_TYPE_IP, 
SNAP_TYPE_AP, 
SNAP_TYPE_ARP,
VLAN_TAG_TYPE

ARPOP_REQUEST,
ARPOP_REPLY 

Пример

Сценарий Vue для тестирования информации заголовков пакетов, принимаемых или передаваемых через порт 23. Выводит информацию об исходном и целевом узлах, а также длину заголовка tcp

@@net:bpf:en0:tcp:"port 23"
{
        printf("src_addr:%I b dst_addr:%I\n",__ip4hdr->src_addr,__ip4hdr->dst_addr);
        printf("src port:%d\n",__tcphdr->src_port);
        printf("dst port:%d\n",__tcphdr->dst_port);
        printf("tcp hdr_len:%d\n",__tcphdr->hdr_len);
}

Вывод:
# probevue bpf_tcp.e
src_addr:10.10.10.12 и dst_addr:10.10.18.231
src port:48401
dst port:23
tcp hdr_len:20
..................
.................

Встроенная переменная __proto_info

Переменная __proto_info - это специальная встроенная переменная, позволяющая получить информацию о протоколе (исходные и целевые IP-адреса и порты) для событий TCP и UDP. Переменная __proto_info доступна в тестах подтипа tcp или udp. К ее элементам можно обращаться с помощью следующего синтаксиса: __proto_info->элемент.

Встроенная переменная __proto_info состоит из следующих элементов:

Дополнительная информация для событий TCP

В следующей таблице описываются события изменения состояния TCP:

Например:

Следующий сценарий Vue выводит информацию об изменении состояния для определенного соединения:

@@net:tcp:state_change
when(__proto_info->local_addr ==”10.10.10.1” and __proto_info->remote_addr == 10.10.10.2”
	and __proto_info->local_port == "8000" and __proto_info->remote_port == "9000")
{
	printf("Предыдущее состояние: %d, текущее состояние: %d\n",__prev_state,__cur_state);
}

Событие повторной передачи TCP

Примеры

1. В следующем примере обнаруживается получатель, отклоняющий соединения из-за переполнения очереди.

@@net:tcp:listen_q_full
{
	printf("IP-адрес получателя: %I и номер порта: %d\n",__proto_info->local_addr, __proto_info->local_port);
}

2. В следующем примере обнаруживается соединение, теряющее пакеты из-за переполнения буфера сокета

@@net:udp:sock_recv_buf_overflow
{
        printf("Информация о соединении, теряющем пакеты из-за переполнения буфера сокета:\n"); 
        printf("Локальный IP-адрес: %I и удаленный IP-адрес: %I\n",__proto_info->local_addr,__proto_info->remote_addr);
        printf("локальный порт: %d и удаленный порт: %d\n",__proto_info->local_port, __proto_info->remote_port);
 }

3. Обнаружение повторных передач (вторая и последующие повторные передачи пакета) для определенного соединения TCP.

@@net:tcp:retransmit
when (__proto_info->local_addr == "10.10.10.1" &&
 	__proto_info->remote_addr == "10.10.10.2" && 
__proto_info->local_port == "4000" &&
 	__proto_info->remote_port == "5000")
{
        printf(" %d th re-transmition for this connection\n", _nth_retransmit);
}

4. Получение информации о соединении при возникновении события заполнения буфера отправителя.

@@net:tcp:send_buf_full
{
        printf("Информация о соединении при возникновении события заполнения буфера:\n"); 
        printf("Локальный IP-адрес: %I и удаленный IP-адрес: %I\n",__proto_info->local_addr,__proto_info->remote_addr);
        printf("локальный порт: %d и удаленный порт: %d\n",__proto_info->local_port, __proto_info->remote_port);
 }