Linux下使用libpcap进行网络抓包并保存到文件

    libpcap是一个抓取网络数据报文的C语言函数库，使用这个库可以非常方便的抓取网络上的报文，方便我们分析经过我们设备上的各种报文；

1.libpcap安装

下载文件：libpcap-x.x.x.tar.gz （这个是linux版本，x.x.x代表版本号）

下载地址：http://www.tcpdump.org/#latest-releases

解压(tar -zxvf)

./configure

make

sudo make install

2.使用pcap自动探测网络接口

先通过ifconfig观察一下设备情况：

然后开始编写代码，先包含头文件pcap.h，它的路径在：/usr/local/include/pcap/pcap.h 里面有每个类型定义的详细说明；

1）char * pcap_lookupdev(char * errbuf)

这个函数就是用来探测网络接口的，它会返回第一个合适的网络接口字符串指针，如果出错则在errbuf中返回，长度至少是PCAP_ERRBUF_SIZE。

pcap.cpp

#include 
#include 
#include 

int main()
{
    char errBuf[PCAP_ERRBUF_SIZE], * devStr;

    devStr = pcap_lookupdev(errBuf);
    if (devStr)
        printf("success: device: %s\n", devStr);
    else
    {
        printf("error: %s\n", errBuf);
        exit(1);
    }

    return 0;
}

makefile(这里使用的C++风格，供参考)：

all:pcap

pcap:pcap.o
        gcc -g -lstdc++ -lpcap -o pcap pcap.o

clean:
        rm -f pcap pcap.o

运行结果：

第一次显示"no suitable device found"是因为权限不够；用sudo执行后就显示出来了；

3.使用pcap_next捕获第一个报文

相关函数说明：

2）pcap_t * pcap_open_live(const char * device, int snaplen, int promisc, int to_ms, char * errbuf)

要捕获报文，在探测到接口之后我们还要打开它，该函数会返回指定接口的pcap_t类型指针，后面的所有操作都要使用这个指针；

参数一：device是第一步探测到的接口的字符串；

参数二：snaplen是对于每个数据包，从开头要抓多少个字节，我们可以设置这个值来只抓每个数据包的头部，而不关心具体的内容。典型的以太网帧长度是1518字节，但其他的某些协议的数据包会更长一点，但任何一个协议的一个数据包长度都必然小于65535个字节；

参数三：promisc指定是否打开混杂模式(Promiscuous Mode)，0表示非混杂模式，任何其他值表示混合模式。如果要打开混杂模式，那么网卡必须也要打开混杂模式，可以使用如下的命令打开eth0混杂模式：
ifconfig eth0 promisc；

参数四：to_ms指定需要等待的毫秒数，超过这个数值后，第3步获取数据包的这几个函数就会立即返回。0表示一直等待直到有数据包到来；

参数五：用来返回错误信息；

3)void pcap_close(pcap_t * p)

释放网络接口，用于关闭pcap_open_live()获取的pcap_t的网络接口对象并释放相关资源；

4)u_char * pcap_next(pcap_t * p, struct pcap_pkthdr * h)

该函数收到一个包就立刻返回，返回值为NULL表示没有收到包；

第一个参数是第2）个函数pcap_open_live返回的指针，第二个参数记录了报文长度等，其结构也可以在pcap.h里查看到；

#include 
#include 
#include 
#include 

int main()
{
    char errBuf[PCAP_ERRBUF_SIZE], * devStr;
  
    devStr = pcap_lookupdev(errBuf);
    if (devStr)
        printf("success: device: %s\n", devStr);
    else
    {
        printf("error: %s\n", errBuf);
        exit(1);
    }

    /* open a device, wait until a packet arrives */
    pcap_t * device = pcap_open_live(devStr, 65535, 1, 0, errBuf);
    if (!device)
    {
        printf("error: pcap_open_live(): %s\n", errBuf);
        exit(1);
    }

    /* wait a packet to arrive */
    struct pcap_pkthdr packet;
    const u_char * pktStr = pcap_next(device, &packet);

    if (!pktStr)
    {
        printf("did not capture a packet!\n");
        exit(1);
    }

    printf("Packet len:%d, Bytes:%d, Received time:%s\n", packet.len, 
        packet.caplen, ctime((const time_t *)&packet.ts.tv_sec));

    for(int i=0; i < packet.len; ++i)
    {
        printf(" %02x", pktStr[i]);
        if ((i + 1) % 16 == 0)
        {
            printf("\n");
        }
    }
    printf("\n");

    pcap_close(device);
    return 0;
}

显示结果：

4.循环捕获报文

5)int pcap_loop(pcap_t * p, int cnt, pcap_handler callback, u_char * user)

第一个参数是第2）个函数pcap_open_live返回的指针，第二个参数是需要抓的数据包的个数，一旦抓到了cnt个数据包，pcap_loop立即返回。负数的cnt表示pcap_loop永远循环抓包，直到出现错误；第三个参数是一个回调函数指针，形式如下：void callback(u_char * userarg, const struct pcap_pkthdr * pkthdr, const u_char * packet) 第一个参数是pcap_loop的最后一个参数，第二个参数是收到的数据包的pcap_pkthdr结构，第三个参数是数据包数据；

6)int pcap_dispatch(pcap_t * p, int cnt, pcap_handler callback, u_char * user)

和pcap_loop()非常类似，它同时还受pcap_open_live()的第4个参数to_ms控制超时返回时间；

#include 
#include 
#include 
#include 


void processPacket(u_char *arg, const struct pcap_pkthdr *pkthdr, const u_char *packet)
{
    int *count = (int *)arg;

    printf("Packet Count: %d\n", ++(*count));
    printf("Received Packet Size: %d\n", pkthdr->len);
    printf("Payload:\n");

    for(int i=0; i < pkthdr->len; ++i)
    {
        printf("%02x ", packet[i]);
        if ((i + 1) % 16 == 0)
        {
            printf("\n");
        }
    }
    printf("\n\n");
    return;
}

int main()
{
    char errBuf[PCAP_ERRBUF_SIZE], * devStr;
  
    devStr = pcap_lookupdev(errBuf);
    if (devStr)
        printf("success: device: %s\n", devStr);
    else
    {
        printf("error: %s\n", errBuf);
        exit(1);
    }

    /* open a device, wait until a packet arrives */
    pcap_t * device = pcap_open_live(devStr, 65535, 1, 0, errBuf);
    if (!device)
    {
        printf("error: pcap_open_live(): %s\n", errBuf);
        exit(1);
    }

    int count = 0;
    /*Loop forever & call processPacket() for every received packet.*/
    pcap_loop(device, -1, processPacket, (u_char *)&count);

    pcap_close(device);
    return 0;
}

结果（一部分）：

5.过滤数据包

libpcap捕获报文是把经过的报文复制一份，当接口上报文数量很大时，抓取报文非常的占用系统资源，通过过滤数据包来捕获数据包，既可以过滤掉我们不想要的报文，又可以提高效率；

设置过滤条件，就是过滤表达式；

举例：

src host 192.168.1.177，dst port 80，not tcp等；

7）int pcap_compile(pcap_t * p, struct bpf_program * fp, char * str, int optimize, bpf_u_int32 netmask)

fp是一个传出参数，存放编译后的bpf，str是过滤表达式，optimize是否需要优化过滤表达式，metmask简单设置为0即可；

8）int pcap_setfilter(pcap_t * p,  struct bpf_program * fp)

fp就是前一步pcap_compile()的第二个参数；

#include 
#include 
#include 
#include 


void processPacket(u_char *arg, const struct pcap_pkthdr *pkthdr, const u_char *packet)
{
    int *count = (int *)arg;

    printf("Packet Count: %d\n", ++(*count));
    printf("Received Packet Size: %d\n", pkthdr->len);
    printf("Payload:\n");

    for(int i=0; i < pkthdr->len; ++i)
    {
        printf("%02x ", packet[i]);
        if ((i + 1) % 16 == 0)
        {
            printf("\n");
        }
    }
    printf("\n\n");
    return;
}

int main()
{
    char errBuf[PCAP_ERRBUF_SIZE], * devStr;
  
    devStr = pcap_lookupdev(errBuf);
    if (devStr)
        printf("success: device: %s\n", devStr);
    else
    {
        printf("error: %s\n", errBuf);
        exit(1);
    }

    /* open a device, wait until a packet arrives */
    pcap_t * device = pcap_open_live(devStr, 65535, 1, 0, errBuf);
    if (!device)
    {
        printf("error: pcap_open_live(): %s\n", errBuf);
        exit(1);
    }

    /* construct a filter */
    struct bpf_program filter;
    pcap_compile(device, &filter, "tcp", 1, 0);
    pcap_setfilter(device, &filter);

    int count = 0;
    /*Loop forever & call processPacket() for every received packet.*/
    pcap_loop(device, 30, processPacket, (u_char *)&count);

    pcap_close(device);
    return 0;
}

6.把数据包保存到文件

捕获到数据包之后，通常就是对数据包的分析，具体的报文分析方法要依据网络协议详细分类并展开处理，这里不做讨论。我们可以暂时把捕获到的数据包保存到文件中，稍后再由分析报文的程序或者工具来具体分析；libpcap库提供了保存为pcap类型的函数，非常方便，保存之后就可以用Wireshark直接打开了，如果想保存为纯粹的数据包，我们也可以用C语言的文件操作，直接把数据包以二进制的形式保存到文件中；

9）pcap_dumper_t *pcap_dump_open(pcap_t *p, const char *file)

函数返回pcap_dumper_t类型的指针，file是文件名，可以是绝对路径，例如：/home/iona/packet.pcap；

10）void   pcap_dump_close(pcap_dumper_t *p);

用来关闭pcap_dump_open打开的文件，入参是pcap_dump_open返回的指针；

11）int  pcap_dump_flush(pcap_dumper_t *p)

刷新缓冲区，把捕获的数据包从缓冲区真正拷贝到文件；

12）void   pcap_dump(u_char * userarg, const struct pcap_pkthdr * pkthdr, const u_char * packet)

输出数据到文件，与pcap_loop的第二个参数回调函数void callback(u_char * userarg, const struct pcap_pkthdr * pkthdr, const u_char * packet) 形式完全相同，可以直接当pcap_loop的第二个参数；

#include 
#include 
#include 
#include 

void processPacket(u_char *arg, const struct pcap_pkthdr *pkthdr, const u_char *packet)
{
    pcap_dump(arg, pkthdr, packet);
    printf("Received Packet Size: %d\n", pkthdr->len);
    return;
}

int main()
{
    char errBuf[PCAP_ERRBUF_SIZE], * devStr;
  
    devStr = pcap_lookupdev(errBuf);
    if (devStr)
        printf("success: device: %s\n", devStr);
    else
    {
        printf("error: %s\n", errBuf);
        exit(1);
    }

    /* open a device, wait until a packet arrives */
    pcap_t * device = pcap_open_live(devStr, 65535, 1, 0, errBuf);
    if (!device)
    {
        printf("error: pcap_open_live(): %s\n", errBuf);
        exit(1);
    }

    /*open pcap write output file*/
    pcap_dumper_t* out_pcap;
    out_pcap  = pcap_dump_open(device,"pack.pcap");

    /*Loop forever & call processPacket() for every received packet.*/
    pcap_loop(device, 20, processPacket, (u_char *)out_pcap);

    /*flush buff*/
    pcap_dump_flush(out_pcap);
    
    pcap_dump_close(out_pcap);
    pcap_close(device);
    return 0;
}

抓包结果：

把数据包保存为二进制文件与保存为pcap文件很相似，只要把pcap_dump相关操作换成FILE相关操作就可以了，和libpcap库函数没什么关系，就不再描述了（上传的代码中有示例）；

相关的资料和代码都传上来了：

https://download.csdn.net/download/lvjian_/11022128