Winpcap打開適配器並捕獲數據包：解析所捕獲的數據包的協議首部

本程序的主要目標是展示如何解析所捕獲的數據包的協議首部。這個程序可以稱爲UDPdump，打印一些網絡上傳輸的UDP數據的信息。

我們選擇分析和現實UDP協議而不是TCP等其它協議，是因爲它比其它的協議更簡單

#include "pcap.h"

/* 4字節的IP地址 */
typedef struct ip_address{
    u_char byte1;
    u_char byte2;
    u_char byte3;
    u_char byte4;
}ip_address;

/* IPv4 首部 */
typedef struct ip_header{
    u_char  ver_ihl;        // 版本 (4 bits) + 首部長度 (4 bits)
    u_char  tos;            // 服務類型(Type of service) 
    u_short tlen;           // 總長(Total length) 
    u_short identification; // 標識(Identification)
    u_short flags_fo;       // 標誌位(Flags) (3 bits) + 段偏移量(Fragment offset) (13 bits)
    u_char  ttl;            // 存活時間(Time to live)
    u_char  proto;          // 協議(Protocol)
    u_short crc;            // 首部校驗和(Header checksum)
    ip_address  saddr;      // 源地址(Source address)
    ip_address  daddr;      // 目的地址(Destination address)
    u_int   op_pad;         // 選項與填充(Option + Padding)
}ip_header;

/* UDP 首部*/
typedef struct udp_header{
    u_short sport;          // 源端口(Source port)
    u_short dport;          // 目的端口(Destination port)
    u_short len;            // UDP數據包長度(Datagram length)
    u_short crc;            // 校驗和(Checksum)
}udp_header;

/* 回調函數原型 */
void packet_handler(u_char *param, const struct pcap_pkthdr *header, const u_char *pkt_data);


main()
{
pcap_if_t *alldevs;
pcap_if_t *d;
int inum;
int i=0;
pcap_t *adhandle;
char errbuf[PCAP_ERRBUF_SIZE];
u_int netmask;
char packet_filter[] = "ip and udp";
struct bpf_program fcode;

    /* 獲得設備列表 */
    if (pcap_findalldevs_ex(PCAP_SRC_IF_STRING, NULL, &alldevs, errbuf) == -1)
    {
        fprintf(stderr,"Error in pcap_findalldevs: %s\n", errbuf);
        exit(1);
    }
    
    /* 打印列表 */
    for(d=alldevs; d; d=d->next)
    {
        printf("%d. %s", ++i, d->name);
        if (d->description)
            printf(" (%s)\n", d->description);
        else
            printf(" (No description available)\n");
    }

    if(i==0)
    {
        printf("\nNo interfaces found! Make sure WinPcap is installed.\n");
        return -1;
    }
    
    printf("Enter the interface number (1-%d):",i);
    scanf("%d", &inum);
    
    if(inum < 1 || inum > i)
    {
        printf("\nInterface number out of range.\n");
        /* 釋放設備列表 */
        pcap_freealldevs(alldevs);
        return -1;
    }

    /* 跳轉到已選設備 */
    for(d=alldevs, i=0; i< inum-1 ;d=d->next, i++);
    
    /* 打開適配器 */
    if ( (adhandle= pcap_open(d->name,  // 設備名
                             65536,     // 要捕捉的數據包的部分 
                                        // 65535保證能捕獲到不同數據鏈路層上的每個數據包的全部內容
                             PCAP_OPENFLAG_PROMISCUOUS,         // 混雜模式
                             1000,      // 讀取超時時間
                             NULL,      // 遠程機器驗證
                             errbuf     // 錯誤緩衝池
                             ) ) == NULL)
    {
        fprintf(stderr,"\nUnable to open the adapter. %s is not supported by WinPcap\n");
        /* 釋放設備列表 */
        pcap_freealldevs(alldevs);
        return -1;
    }
    
    /* 檢查數據鏈路層，爲了簡單，我們只考慮以太網 */
    if(pcap_datalink(adhandle) != DLT_EN10MB)
    {
        fprintf(stderr,"\nThis program works only on Ethernet networks.\n");
        /* 釋放設備列表 */
        pcap_freealldevs(alldevs);
        return -1;
    }
    
    if(d->addresses != NULL)
        /* 獲得接口第一個地址的掩碼 */
        netmask=((struct sockaddr_in *)(d->addresses->netmask))->sin_addr.S_un.S_addr;
    else
        /* 如果接口沒有地址，那麼我們假設一個C類的掩碼 */
        netmask=0xffffff; 


    //編譯過濾器
    if (pcap_compile(adhandle, &fcode, packet_filter, 1, netmask) <0 )
    {
        fprintf(stderr,"\nUnable to compile the packet filter. Check the syntax.\n");
        /* 釋放設備列表 */
        pcap_freealldevs(alldevs);
        return -1;
    }
    
    //設置過濾器
    if (pcap_setfilter(adhandle, &fcode)<0)
    {
        fprintf(stderr,"\nError setting the filter.\n");
        /* 釋放設備列表 */
        pcap_freealldevs(alldevs);
        return -1;
    }
    
    printf("\nlistening on %s...\n", d->description);
    
    /* 釋放設備列表 */
    pcap_freealldevs(alldevs);
    
    /* 開始捕捉 */
    pcap_loop(adhandle, 0, packet_handler, NULL);
    
    return 0;
}

/* 回調函數，當收到每一個數據包時會被libpcap所調用 */
void packet_handler(u_char *param, const struct pcap_pkthdr *header, const u_char *pkt_data)
{
    struct tm *ltime;
    char timestr[16];
    ip_header *ih;
    udp_header *uh;
    u_int ip_len;
    u_short sport,dport;
    time_t local_tv_sec;

    /* 將時間戳轉換成可識別的格式 */
    local_tv_sec = header->ts.tv_sec;
    ltime=localtime(&local_tv_sec);
    strftime( timestr, sizeof timestr, "%H:%M:%S", ltime);

    /* 打印數據包的時間戳和長度 */
    printf("%s.%.6d len:%d ", timestr, header->ts.tv_usec, header->len);

    /* 獲得IP數據包頭部的位置 */
    ih = (ip_header *) (pkt_data +
        14); //以太網頭部長度

    /* 獲得UDP首部的位置 */
    ip_len = (ih->ver_ihl & 0xf) * 4;
    uh = (udp_header *) ((u_char*)ih + ip_len);

    /* 將網絡字節序列轉換成主機字節序列 */
    sport = ntohs( uh->sport );
    dport = ntohs( uh->dport );

    /* 打印IP地址和UDP端口 */
    printf("%d.%d.%d.%d.%d -> %d.%d.%d.%d.%d\n",
        ih->saddr.byte1,
        ih->saddr.byte2,
        ih->saddr.byte3,
        ih->saddr.byte4,
        sport,
        ih->daddr.byte1,
        ih->daddr.byte2,
        ih->daddr.byte3,
        ih->daddr.byte4,
        dport);
}

 

首先，我們將過濾器設置成"ip and udp"。在這種方式下，我們確信packet_handler()只會收到基於IPv4的UDP數據包；這將簡化解析過程，提高程序的效率。

我們還分別創建了用於描述IP首部和UDP首部的結構體。這些結構體中的各種數據會被packet_handler()合理地定位。

packet_handler(), 儘管只受限於單個協議的解析（比如基於IPv4的UDP），不過它展示了捕捉器(sniffers)是多麼的複雜，就像TcpDump或WinDump對網絡數據流進行解碼那樣。因爲我們對MAC首部不感興趣，所以我們跳過它。爲了簡潔，我們在開始捕捉前，使用了pcap_datalink()對MAC層進行了檢測，以確保我們是在處理一個以太網絡。這樣，我們就能確保MAC首部是14位的。

IP數據包的首部就位於MAC首部的後面。我們將從IP數據包的首部解析到源IP地址和目的IP地址。

處理UDP的首部有一些複雜，因爲IP數據包的首部的長度並不是固定的。然而，我們可以通過IP數據包的length域來得到它的長度。一旦我們知道了UDP首部的位置，我們就能解析到源端口和目的端口。

被解析出來的值被打印在屏幕上，形式如下所示：

1. \Device\Packet_{A7FD048A-5D4B-478E-B3C1-34401AC3B72F} (Xircom t 10/100 Adapter)
Enter the interface number (1-2):1

listening on Xircom CardBus Ethernet 10/100 Adapter...
16:13:15.312784 len:87 130.192.31.67.2682 -> 130.192.3.21.53
16:13:15.314796 len:137 130.192.3.21.53 -> 130.192.31.67.2682
16:13:15.322101 len:78 130.192.31.67.2683 -> 130.192.3.21.53

最後3行中的每一行，分別代表了一個數據包