linux下libpcap抓包分析

一、首先下载libpcap包http://www.tcpdump.org/#latest-release

　　然后安装，安装完成后进入安装根目录的tests文件夹，编译运行findalldevstest.c(编译时加上-lpcap)，查看是否发现所有网络设备。

二、下载wireshark观察抓包软件的各种功能

三、熟悉libpcap工作原理：

四、了解libpcap抓包基本流程：

五、编程实现

未完待续。。。

PS：整理了一下libpcap常用的数据类型定义

• libpcap的类型定义：

0)、typedef int bpf_int32

1)、typedef u_int bpf_u_int32

32bit 的无类型整形；

2）、typedef pcap pcap_t

Descriptor of an open capture instance（一个打开的捕获实例的描述符？）这个结构对用户是不透明的。

3）、typedef pcap_dumper pcap_dumper_t

libpcap保存文件的描述符。

4）、typedef pcap_if pcap_if_t

网卡链表的一个元素；

5）、typedef pcap_addr pcap_addr_t

网卡地址的表示；

6）、typedef void (*pcap_handler)(u_char *args, const struct pcap_pkthdr *header,    const u_char *packet);

其中agrs是从pcap_dispatch()函数传递过来的第四个形参 ，一般我们自己的包捕捉程序不需要提供它，总是为NULL ；header指向
pcap_pkthdr结构，该结构位于真正的物理帧前面，用于消除不同链路层支持的差异 ；packet指向所捕获报文的物理帧。

• libpcap结构体

Libpcap库函数所必须的数据结构定义主要包含在pcap.h和pcap-int.h两个头文件中

1)、pcap结构在pcap-int.h头文件中被定义：
 编程时需要涉及到的成员有：int fd; 打开设备的描述符；u_char *buffer; 是指向所捕获到数据的缓冲区指针
struct pcap
{
   int fd; /* 文件描述字，实际就是 socket */

int selectable_fd; /* 在 socket 上，可以使用 select() 和 poll() 等 I/O 复用类型函数 */

int snapshot; /* 用户期望的捕获数据包最大长度 */

int linktype; /* 设备类型 */

int tzoff;         /* 时区位置，实际上没有被使用 */

int offset;       /* 边界对齐偏移量 */

int break_loop; /* 强制从读数据包循环中跳出的标志 */

struct pcap_sf sf; /* 数据包保存到文件的相关配置数据结构 */

struct pcap_md md; /* 具体描述如下 */

int bufsize; /* 读缓冲区的长度 */

u_char buffer; /* 读缓冲区指针 */

u_char *bp;

int cc;

u_char *pkt;

/* 相关抽象操作的函数指针，最终指向特定操作系统的处理函数 */

int   (*read_op)(pcap_t *, int cnt, pcap_handler, u_char *);

int   (*setfilter_op)(pcap_t *, struct bpf_program *);

int   (*set_datalink_op)(pcap_t *, int);

int   (*getnonblock_op)(pcap_t *, char *);

int   (*setnonblock_op)(pcap_t *, int, char *);

int   (*stats_op)(pcap_t *, struct pcap_stat *);

void (*close_op)(pcap_t *);

/*如果 BPF 过滤代码不能在内核中执行,则将其保存并在用户空间执行 */

struct bpf_program fcode;

/* 函数调用出错信息缓冲区 */

char errbuf[PCAP_ERRBUF_SIZE + 1];

/* 当前设备支持的、可更改的数据链路类型的个数 */

int dlt_count;

/* 可更改的数据链路类型号链表，在 linux 下没有使用 */

int *dlt_list;

/* 数据包自定义头部，对数据包捕获时间、捕获长度、真实长度进行描述 [pcap.h] */

struct pcap_pkthdr pcap_header;

};

/* 包含了捕获句柄的接口、状态、过滤信息  [pcap-int.h] */

struct pcap_md {

/* 捕获状态结构  [pcap.h] */

struct pcap_stat stat;

int use_bpf; /* 如果为1，则代表使用内核过滤*/

u_long    TotPkts;

u_long    TotAccepted; /* 被接收数据包数目 */

u_long    TotDrops;       /* 被丢弃数据包数目 */

long TotMissed;      /* 在过滤进行时被接口丢弃的数据包数目 */

long OrigMissed; /*在过滤进行前被接口丢弃的数据包数目*/

#ifdef linux

int   sock_packet; /* 如果为 1，则代表使用 2.0 内核的 SOCK_PACKET 模式 */

int   timeout;  /* pcap_open_live() 函数超时返回时间*/

int   clear_promisc; /* 关闭时设置接口为非混杂模式 */

int   cooked;          /* 使用 SOCK_DGRAM 类型 */

int   lo_ifindex;      /* 回路设备索引号 */

char *device;  /* 接口设备名称 */

/* 以混杂模式打开 SOCK_PACKET 类型 socket 的 pcap_t 链表*/

struct pcap *next;

#endif

};

(2)bpf_program结构
 
该结构在pcap_compile()函数中被使用，在bpf.h头文件中定义。

/* [pcap-bpf.h] */

struct bpf_program {

u_int bf_len; /* BPF 代码中谓词判断指令的数目 */

struct bpf_insn *bf_insns; /* 第一个谓词判断指令 */

};

/* 谓词判断指令结构 */

struct bpf_insn {

u_short    code;

u_char    jt;

u_char    jf;

bpf_int32 k;

};

(3)

/usr/include/net/bpf.h

/*
* Structure prepended to each packet.
*/

内核过滤器每输出一个包，将在输出的数据前加了20字节的数据，这就是 struct bpf_hdr
struct bpf_hdr
{
    struct timeval bh_tstamp;   /* time stamp                 */
    bpf_u_int32    bh_caplen;   /* length of captured portion数据长度*/
    bpf_u_int32    bh_datalen;  /* original length of packet 实际包长度 */
    u_short        bh_hdrlen;   /* length of bpf header (this struct
                                   plus alignment padding)    */
};

(4)pcap_stat结构
 调用函数 pcap_stats() 可以返回一个该结构
struct pcap_stat {
        u_int ps_recv; /* number of packets received */
        u_int ps_drop; /* number of packets dropped */
        u_int ps_ifdrop; /* drops by interface XXX not yet supported */
};

5）、

struct pcap_addr:网卡地址描述
{
pcap_addr *next;如果非空,指向链表中一个元素的指针;空表示链表中的最后一个元素
sockaddr  *addr;  指向包含一个地址的sockaddr的结构的指针
sockaddr *netmask;如果非空,指向包含相对于addr指向的地址的一个网络掩码的结构
sockaddr *broadaddr;如果非空,指向包含相对于addr指向的地址的一个网络掩码的结构
sockaddr *dstaddr; 如果非空，指向一个相对于addr指向的源地址的目的地址，如果网络不支持点对点通讯，则为空
};

6)、dump文件格式

首先是Dump文件头

struct pcap_file_header {
bpf_u_int32 magic;
u_short version_major;
u_short version_minor;
bpf_int32 thiszone; /* gmt to local correction */
bpf_u_int32 sigfigs; /* accuracy of timestamps */
bpf_u_int32 snaplen; /* max length saved portion of each pkt */
bpf_u_int32 linktype; /* data link type (LINKTYPE_*) */

};

然后是每一个包的包头和数据

pcap_pkthdr结构
 
/usr/include/pcap.h

/*
* Each packet in the dump file is prepended with this generic header.
* This gets around the problem of different headers for different
* packet interfaces.
*/
/* 自定义头部在把数据包保存到文件中也被使用 */

struct pcap_pkthdr

{

struct timeval ts; /* 捕获时间戳 */

bpf_u_int32 caplen; /* 捕获到数据包的长度 */

bpf_u_int32 len; /* 数据包的真正长度 */

}

/* 单个数据包结构，包含数据包元信息和数据信息 */

struct singleton [pcap.c]

{

struct pcap_pkthdr hdr; /* libpcap 自定义数据包头部 */

const u_char * pkt; /* 指向捕获到的网络数据 */

};

7)、pcap_if (libpcap 自定义的接口信息链表 [pcap.h])

struct pcap_if

{

struct pcap_if *next;

char *name; /* 接口设备名 */

char *description; /* 接口描述 */

/*接口的 IP 地址, 地址掩码, 广播地址,目的地址 */

struct pcap_addr addresses;

bpf_u_int32 flags;      /* 接口的参数 */

};