- 转载自：http://blog.csdn.net/tennysonsky/article/details/44811899
- 概述
- libpcap是一个网络数据包捕获函数库，tcpdump就是以libpcap为基础的。
- 主要作用：
- 捕获各种数据包，例如：网络流量统计
- 过滤网络数据包，例如：过滤掉本地上的一些数据，类似防火墙
- 分析网络数据包，例如：分析网络协议，数据的采集
- 存储网络数据包，例如：保存捕获的数据以为将来进行分析
- libpcap是一个网络数据包捕获函数库，tcpdump就是以libpcap为基础的。
- libpcap的抓包框架
- pcap_lookupdev():函数用来查找网络设备，返回可被pcap_open_live()函数调用的网络设备名指针。
- pcap_lookupnet():函数获得指定网络设备的网络号和掩码。
- pcap_open_live():函数用于打开设备，并且返回用于捕获网络数据包的数据包捕获描述字。对于此网络设备的操作都要基于此网络设备描述字。
- pcap_compile():函数用于将用户制定的过滤策略编译到过滤程序中
- pcap_setfilter():函数用于设置过滤器
- pcap_loop():与pcap_next()和pcap_next_ex()两个函数一样用来捕获数据包
- pcap_close():函数用于关闭网络设备，释放资源
- 利用libpcap函数库开发应用程序的步骤：
- 打开网络设备
- 设置过滤规则
- 捕获数据
- 关闭网络设备
- 详细步骤：
- 首先要使用libpcap，需要包含pcap.h头文件。
- 获取网络设备接口：
- char *pcap_lookupdev(char * errbuf);
- 功能：自动获取可用的网络设备名指针
- 参数：errbuf，存放出错信息字符串，有宏定义缓冲区大小，PCAP_ERRBUF_SIZE
- 返回值:成功返回设备名指针（第一个合适的网络接口的字符串指针），失败则返回NULL,同时，errbuf存放出错信息字符串
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1 //自动获取网络接口形式 2 char errBuf[PCAP_ERRBUF_SIZE], *devStr; 3 devStr = pcap_lookupdev(errBuf); 4 5 //手动获取网络接口形式只需要被devStr赋值即可 6 char errBuf[PCAP_ERRBUF_SIZE], *devStr = “eth0”;
- 获取网络号(ip地址)和掩码
- int pcap_lookupnet(char* device,bpf_u_int32 *netp,bpf_u_int32 *maskp,char *errbuf);
- 功能：获取指定网卡的ip地址，子网掩码
- 参数：device：网络设备名，为第一步获取的网络接口字符串，也可以人为指定，如“eth0”；
- netp：存放ip地址的指针，buf_u_int32为32位无符号整型
- maskp：存放子网掩码的指针
- errbuf：存放出错信息
- 返回值：成功返回0，失败返回1
-
1 char error_content[PCAP_ERRBUF_SIZE] = {0}; // 出错信息 2 char *dev = pcap_lookupdev(error_content); 3 if(NULL == dev) 4 { 5 printf(error_content); 6 exit(-1); 7 } 8 9 10 bpf_u_int32 netp = 0, maskp = 0; 11 pcap_t * pcap_handle = NULL; 12 int ret = 0; 13 14 //获得网络号和掩码 15 ret = pcap_lookupnet(dev, &netp, &maskp, error_content); 16 if(ret == -1) 17 { 18 printf(error_content); 19 exit(-1); 20 }
- 打开网络接口：
- pcap_t *pcap_open_live(const char * device,int snaplen,int promisc,int to_ms,char *errbuf);
- 功能：打开一个用于捕获数据的网络端口
- 参数：device：网络接口的名字，为第一步获取的网络接口字符串，也可以人为指定，如：”eth0“
- snaplen：捕获数据包的长度，不能大于65535个字节
- promise：”1“代表混杂模式，其他值代表非混杂模式
- to_ms：指定需要等地啊的毫秒数，超过这个时间后，获得数据包的函数会立即返回，0表示一直等待直到有数据包到来
- errbuf：存储错误信息
- 返回值：返回pcap_t类型指针，后面的所有操作都要使用这个指针。
-
1 char error_content[PCAP_ERRBUF_SIZE] = {0}; // 出错信息 2 char *dev = pcap_lookupdev(error_content); // 获取网络接口 3 if(NULL == dev) 4 { 5 printf(error_content); 6 exit(-1); 7 } 8 9 // 打开网络接口 10 pcap_t * pcap_handle = pcap_open_live(dev, 65535, 1, 0, error_content); 11 if(NULL == pcap_handle) 12 { 13 printf(error_content); 14 exit(-1); 15 }
- 获取数据包：
- 方法一：const u_char *pcap_next(pcap_t *p,struct pcap_pkthdr *h);
- 功能：捕获一个网络数据包，收到一个数据包立即返回
- 参数：p：pcap_open_live()返回的pcap_t类型的指针
- h：数据包头
- pcap_pkthdr类型的定义如下：
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1 struct pcap_pkthdr 2 { 3 struct timeval ts; // 抓到包的时间 4 bpf_u_int32 caplen; // 表示抓到的数据长度 5 bpf_u_int32 len; // 表示数据包的实际长度 6 }
- len和caplen的区别：因为在某些情况下不能保证捕获的包是完整的，例如一个包长1480，但是你捕获到1000的时候，可能因为某些原因就终止捕获了，所以caplen是记录实际捕获的包长，也就是1000，而len就是1480
- 返回值：成功则返回捕获数据包的地址，失败返回NULL
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1 const unsigned char *p_packet_content = NULL; // 保存接收到的数据包的起始地址 2 pcap_t *pcap_handle = NULL; 3 struct pcap_pkthdr protocol_header; 4 5 pcap_handle = pcap_open_live("eth0", 1024, 1, 0,NULL); 6 7 p_packet_content = pcap_next(pcap_handle, &protocol_header); 8 //p_packet_content 所捕获数据包的地址 9 10 printf("Capture Time is :%s",ctime((const time_t *)&protocol_header.ts.tv_sec)); // 时间 11 printf("Packet Lenght is :%d\n",protocol_header.len); // 数据包的实际长度
- 方法二：int pcap_loop(pcap_t *p,int cnt,pcap_handler callback,u_char *user);
- 功能：循环捕获网络数据包，直到遇到错误或者满足退出条件，每次捕获一个数据包就会调用callback指定的回调函数，所以，可以在回调函数中进行数据包的处理操作。
- 参数：p：pcap_open_live()返回的pcap_t类型的指针
- cnt：指定捕获数据包的个数，一旦抓到cnt个数据包，pcap_loop立即返回，如果是-1，就会一直捕获直到出错
- callback:回调函数，名字任意，根据需要自行取名
- user：向回调函数中传递的参数
- callback回调函数的定义：
- void callback(u_char *userarg,const struct pcap_pkthdr *pkthdr,const u_char *packet)
- userarg:pcap_loop()的最后一个参数，当收到足够数量的包后pcap_loop会调用callback回调函数，同时将pcap_loop()的user参数传递给它
- pkthdr：是收到数据包的pcap_pkthdr类型的指针，和pcap_next()第二个参数是一样的
- packet：收到的数据包数据
- 返回值：成功返回0，失败返回负数
- 方法三：int pcap_dispatch(pcap_t *p,int cnt,pcap_handler callback,u_char *user);
- 这个函数和pcap_loop()非常类似，只是在超过to_ms毫秒后就会返回（to_ms是pcap_open_live()的第四个参数）
- 释放网络接口：
- void pcap_close(pcap_t *p);
- 功能：关闭pcap_open_live()打开的网络接口，并释放相关资源
- 参数：p：需要关闭的网络接口，pcap_open_live()的返回值
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1 // 打开网络接口 2 pcap_t * pcap_handle = pcap_open_live("eth0", 1024, 1, 0, error_content); 3 if(NULL == pcap_handle) 4 { 5 printf(error_content); 6 exit(-1); 7 } 8 9 //// …… 10 //// …… 11 12 pcap_close(pcap_handle); //释放网络接口
- void pcap_close(pcap_t *p);
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//接收一个数据包 #include <stdio.h> #include <pcap.h> #include <arpa/inet.h> #include <time.h> #include <stdlib.h> struct ether_header { unsigned char ether_dhost[6]; //目的mac unsigned char ether_shost[6]; //源mac unsigned short ether_type; //以太网类型 }; #define BUFSIZE 1514 int main(int argc,char *argv[]) { pcap_t * pcap_handle = NULL; char error_content[100] = ""; // 出错信息 const unsigned char *p_packet_content = NULL; // 保存接收到的数据包的起始地址 unsigned char *p_mac_string = NULL; // 保存mac的地址，临时变量 unsigned short ethernet_type = 0; // 以太网类型 char *p_net_interface_name = NULL; // 接口名字 struct pcap_pkthdr protocol_header; struct ether_header *ethernet_protocol; //获得接口名 p_net_interface_name = pcap_lookupdev(error_content); if(NULL == p_net_interface_name) { perror("pcap_lookupdev"); exit(-1); } //打开网络接口 pcap_handle = pcap_open_live(p_net_interface_name,BUFSIZE,1,0,error_content); p_packet_content = pcap_next(pcap_handle,&protocol_header); printf("------------------------------------------------------------------------\n"); printf("capture a Packet from p_net_interface_name :%s\n",p_net_interface_name); printf("Capture Time is :%s",ctime((const time_t *)&protocol_header.ts.tv_sec)); printf("Packet Lenght is :%d\n",protocol_header.len); /* *分析以太网中的 源mac、目的mac */ ethernet_protocol = (struct ether_header *)p_packet_content; p_mac_string = (unsigned char *)ethernet_protocol->ether_shost;//获取源mac printf("Mac Source Address is %02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x\n",*(p_mac_string+0),*(p_mac_string+1),*(p_mac_string+2),*(p_mac_string+3),*(p_mac_string+4),*(p_mac_string+5)); p_mac_string = (unsigned char *)ethernet_protocol->ether_dhost;//获取目的mac printf("Mac Destination Address is %02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x\n",*(p_mac_string+0),*(p_mac_string+1),*(p_mac_string+2),*(p_mac_string+3),*(p_mac_string+4),*(p_mac_string+5)); /* *获得以太网的数据包的地址，然后分析出上层网络协议的类型 */ ethernet_type = ntohs(ethernet_protocol->ether_type); printf("Ethernet type is :%04x\t",ethernet_type); switch(ethernet_type) { case 0x0800:printf("The network layer is IP protocol\n");break;//ip case 0x0806:printf("The network layer is ARP protocol\n");break;//arp case 0x0835:printf("The network layer is RARP protocol\n");break;//rarp default:printf("The network layer unknow!\n");break; } pcap_close(pcap_handle); return 0; }
-
1//接收多个数据包 2 #include <stdio.h> 3 #include <pcap.h> 4 #include <arpa/inet.h> 5 #include <time.h> 6 #include <stdlib.h> 7 8 #define BUFSIZE 1514 9 10 struct ether_header 11 { 12 unsigned char ether_dhost[6]; //目的mac 13 unsigned char ether_shost[6]; //源mac 14 unsigned short ether_type; //以太网类型 15 }; 16 17 /*******************************回调函数************************************/ 18 void ethernet_protocol_callback(unsigned char *argument,const struct pcap_pkthdr *packet_heaher,const unsigned char *packet_content) 19 { 20 unsigned char *mac_string; // 21 struct ether_header *ethernet_protocol; 22 unsigned short ethernet_type; //以太网类型 23 printf("----------------------------------------------------\n"); 24 printf("%s\n", ctime((time_t *)&(packet_heaher->ts.tv_sec))); //转换时间 25 ethernet_protocol = (struct ether_header *)packet_content; 26 27 mac_string = (unsigned char *)ethernet_protocol->ether_shost;//获取源mac地址 28 printf("Mac Source Address is %02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x\n",*(mac_string+0),*(mac_string+1),*(mac_string+2),*(mac_string+3),*(mac_string+4),*(mac_string+5)); 29 mac_string = (unsigned char *)ethernet_protocol->ether_dhost;//获取目的mac 30 printf("Mac Destination Address is %02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x\n",*(mac_string+0),*(mac_string+1),*(mac_string+2),*(mac_string+3),*(mac_string+4),*(mac_string+5)); 31 32 ethernet_type = ntohs(ethernet_protocol->ether_type);//获得以太网的类型 33 printf("Ethernet type is :%04x\n",ethernet_type); 34 switch(ethernet_type) 35 { 36 case 0x0800:printf("The network layer is IP protocol\n");break;//ip 37 case 0x0806:printf("The network layer is ARP protocol\n");break;//arp 38 case 0x0835:printf("The network layer is RARP protocol\n");break;//rarp 39 default:break; 40 } 41 usleep(800*1000); 42 } 43 44 int main(int argc, char *argv[]) 45 { 46 char error_content[100]; //出错信息 47 pcap_t * pcap_handle; 48 unsigned char *mac_string; 49 unsigned short ethernet_type; //以太网类型 50 char *net_interface = NULL; //接口名字 51 struct pcap_pkthdr protocol_header; 52 struct ether_header *ethernet_protocol; 53 54 //获取网络接口 55 net_interface = pcap_lookupdev(error_content); 56 if(NULL == net_interface) 57 { 58 perror("pcap_lookupdev"); 59 exit(-1); 60 } 61 62 pcap_handle = pcap_open_live(net_interface,BUFSIZE,1,0,error_content);//打开网络接口 63 64 if(pcap_loop(pcap_handle,-1,ethernet_protocol_callback,NULL) < 0) 65 { 66 perror("pcap_loop"); 67 } 68 69 pcap_close(pcap_handle); 70 return 0; 71 }
- 过滤数据包：
- 设置过滤条件：举一些例子：
- src host 192.168.1.177：只接收源ip地址是192.168.1.177的数据包
- dst port 80：只接收tcp、udp的目的端口是80的数据包
- not tcp：只接收不使用tcp协议的数据包
- tcp[13] == 0x02 and (dst port 22 or dst port 23) ：只接收 SYN 标志位置位且目标端口是 22 或 23 的数据包（ tcp 首部开始的第 13 个字节）
- icmp[icmptype] == icmp-echoreply or icmp[icmptype] == icmp-echo：只接收 icmp 的 ping 请求和 ping 响应的数据包
- ehter dst 00:e0:09:c1:0e:82：只接收以太网 mac 地址是 00:e0:09:c1:0e:82 的数据包
- ip[8] == 5：只接收 ip 的 ttl=5 的数据包（ip首部开始的第8个字节）
- 编译BPF过滤规则：
- int pcap_compile(pcap_t *p,struct bpf_program *fp,char *buf,int optimize,bpf_u_int32 mask);
- 参数：
- p：pcap_open_live()返回的pcap_t类型的指针
- fp：存放编译后的bpf，应用过来规则时需要使用这个指针
- buf：过滤规则
- optimize：是否需要优化过滤表达式
- mask：指定本地网络的网络掩码，不需要时可写0
- 返回值：成功返回0，失败返回-1
- 应用BPF过滤规则：
- int pcap_setfilter(pcap_t *p,struct bpf_program *fp);
- 功能：应用BPF过滤规则
- 参数：p：pcap_open_live()返回的pcap_t类型的指针
- fp：pcap_compile()的第二个参数
- 返回值：成功返回0，失败返回-1
-
1 #include <pcap.h> 2 #include <time.h> 3 #include <stdlib.h> 4 #include <stdio.h> 5 6 void getPacket(u_char * arg, const struct pcap_pkthdr * pkthdr, const u_char * packet) 7 { 8 int * id = (int *)arg; 9 10 printf("id: %d\n", ++(*id)); 11 printf("Packet length: %d\n", pkthdr->len); 12 printf("Number of bytes: %d\n", pkthdr->caplen); 13 printf("Recieved time: %s", ctime((const time_t *)&pkthdr->ts.tv_sec)); 14 15 int i; 16 for(i=0; i<pkthdr->len; ++i) 17 { 18 printf(" %02x", packet[i]); 19 if( (i + 1) % 16 == 0 ) 20 { 21 printf("\n"); 22 } 23 } 24 25 printf("\n\n"); 26 } 27 28 int main() 29 { 30 char errBuf[PCAP_ERRBUF_SIZE], * devStr; 31 32 /* get a device */ 33 devStr = pcap_lookupdev(errBuf); 34 35 if(devStr) 36 { 37 printf("success: device: %s\n", devStr); 38 } 39 else 40 { 41 printf("error: %s\n", errBuf); 42 exit(1); 43 } 44 45 /* open a device, wait until a packet arrives */ 46 pcap_t * device = pcap_open_live(devStr, 65535, 1, 0, errBuf); 47 48 if(!device) 49 { 50 printf("error: pcap_open_live(): %s\n", errBuf); 51 exit(1); 52 } 53 54 /* construct a filter */ 55 struct bpf_program filter; 56 pcap_compile(device, &filter, "dst port 80", 1, 0); 57 pcap_setfilter(device, &filter); 58 59 /* wait loop forever */ 60 int id = 0; 61 pcap_loop(device, -1, getPacket, (u_char*)&id); 62 63 pcap_close(device); 64 65 return 0; 66 }
