Winpcap打开适配器并捕获数据包：解析所捕获的数据包的协议首部

本程序的主要目标是展示如何解析所捕获的数据包的协议首部。这个程序可以称为UDPdump，打印一些网络上传输的UDP数据的信息。

我们选择分析和现实UDP协议而不是TCP等其它协议，是因为它比其它的协议更简单

#include "pcap.h"/* 4字节的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) + 首部长度 (4 bits)    u_char  tos;            // 服务类型(Type of service)     u_short tlen;           // 总长(Total length)     u_short identification; // 标识(Identification)    u_short flags_fo;       // 标志位(Flags) (3 bits) + 段偏移量(Fragment offset) (13 bits)    u_char  ttl;            // 存活时间(Time to live)    u_char  proto;          // 协议(Protocol)    u_short crc;            // 首部校验和(Header checksum)    ip_address  saddr;      // 源地址(Source address)    ip_address  daddr;      // 目的地址(Destination address)    u_int   op_pad;         // 选项与填充(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数据包长度(Datagram length)    u_short crc;            // 校验和(Checksum)}udp_header;/* 回调函数原型 */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;    /* 获得设备列表 */    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");        /* 释放设备列表 */        pcap_freealldevs(alldevs);        return -1;    }    /* 跳转到已选设备 */    for(d=alldevs, i=0; i< inum-1 ;d=d->next, i++);        /* 打开适配器 */    if ( (adhandle= pcap_open(d->name,  // 设备名                             65536,     // 要捕捉的数据包的部分                                         // 65535保证能捕获到不同数据链路层上的每个数据包的全部内容                             PCAP_OPENFLAG_PROMISCUOUS,         // 混杂模式                             1000,      // 读取超时时间                             NULL,      // 远程机器验证                             errbuf     // 错误缓冲池                             ) ) == NULL)    {        fprintf(stderr,"\nUnable to open the adapter. %s is not supported by WinPcap\n");        /* 释放设备列表 */        pcap_freealldevs(alldevs);        return -1;    }        /* 检查数据链路层，为了简单，我们只考虑以太网 */    if(pcap_datalink(adhandle) != DLT_EN10MB)    {        fprintf(stderr,"\nThis program works only on Ethernet networks.\n");        /* 释放设备列表 */        pcap_freealldevs(alldevs);        return -1;    }        if(d->addresses != NULL)        /* 获得接口第一个地址的掩码 */        netmask=((struct sockaddr_in *)(d->addresses->netmask))->sin_addr.S_un.S_addr;    else        /* 如果接口没有地址，那么我们假设一个C类的掩码 */        netmask=0xffffff;     //编译过滤器    if (pcap_compile(adhandle, &fcode, packet_filter, 1, netmask) <0 )    {        fprintf(stderr,"\nUnable to compile the packet filter. Check the syntax.\n");        /* 释放设备列表 */        pcap_freealldevs(alldevs);        return -1;    }        //设置过滤器    if (pcap_setfilter(adhandle, &fcode)<0)    {        fprintf(stderr,"\nError setting the filter.\n");        /* 释放设备列表 */        pcap_freealldevs(alldevs);        return -1;    }        printf("\nlistening on %s...\n", d->description);        /* 释放设备列表 */    pcap_freealldevs(alldevs);        /* 开始捕捉 */    pcap_loop(adhandle, 0, packet_handler, NULL);        return 0;}/* 回调函数，当收到每一个数据包时会被libpcap所调用 */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;    /* 将时间戳转换成可识别的格式 */    local_tv_sec = header->ts.tv_sec;    ltime=localtime(&local_tv_sec);    strftime( timestr, sizeof timestr, "%H:%M:%S", ltime);    /* 打印数据包的时间戳和长度 */    printf("%s.%.6d len:%d ", timestr, header->ts.tv_usec, header->len);    /* 获得IP数据包头部的位置 */    ih = (ip_header *) (pkt_data +        14); //以太网头部长度    /* 获得UDP首部的位置 */    ip_len = (ih->ver_ihl & 0xf) * 4;    uh = (udp_header *) ((u_char*)ih + ip_len);    /* 将网络字节序列转换成主机字节序列 */    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，我们将过滤器设置成"ip and udp"。在这种方式下，我们确信packet_handler()只会收到基于IPv4的UDP数据包；这将简化解析过程，提高程序的效率。

我们还分别创建了用于描述IP首部和UDP首部的结构体。这些结构体中的各种数据会被packet_handler()合理地定位。

packet_handler(), 尽管只受限于单个协议的解析（比如基于IPv4的UDP），不过它展示了捕捉器(sniffers)是多么的复杂，就像TcpDump或WinDump对网络数据流进行解码那样。因为我们对MAC首部不感兴趣，所以我们跳过它。为了简洁，我们在开始捕捉前，使用了pcap_datalink()对MAC层进行了检测，以确保我们是在处理一个以太网络。这样，我们就能确保MAC首部是14位的。

IP数据包的首部就位于MAC首部的后面。我们将从IP数据包的首部解析到源IP地址和目的IP地址。

处理UDP的首部有一些复杂，因为IP数据包的首部的长度并不是固定的。然而，我们可以通过IP数据包的length域来得到它的长度。一旦我们知道了UDP首部的位置，我们就能解析到源端口和目的端口。

被解析出来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

最后3行中的每一行，分别代表了一个数据包