WinPcap笔记（8）：分析数据包（2）

上一讲里分析了UDP数据包，这里简单分析一下TCP数据包。

TCP是面向有连接的传输协议，因此相对来说比较复杂。下面是TCP报头的格式：

同样，需要我们自己定义TCP报头：

/* tcp 首部 */
typedef struct tcp_header {
	u_short sport;         //源端口
	u_short dport;         //目的端口
	u_int th_seq;             //序列号
	u_int th_ack;             //确认号
	u_short doff : 4, hlen : 4, fin : 1, syn : 1, rst : 1, psh : 1, ack : 1, urg : 1, ece : 1, cwr : 1; //4 bits 首部长度，6 bits 保留位，6 bits 标志位
	u_short th_window;        //窗口大小
	u_short th_sum;           //校验和
	u_short th_urp;           //紧急指针
}tcp_header;

下面的程序捕获TCP数据包，并将数据包中的数据打印出来：

#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;

/* tcp 首部 */
typedef struct tcp_header {
	u_short sport;         //源端口
	u_short dport;         //目的端口
	u_int th_seq;             //序列号
	u_int th_ack;             //确认号
	u_short doff : 4, hlen : 4, fin : 1, syn : 1, rst : 1, psh : 1, ack : 1, urg : 1, ece : 1, cwr : 1; //4 bits 首部长度，6 bits 保留位，6 bits 标志位
	u_short th_window;        //窗口大小
	u_short th_sum;           //校验和
	u_short th_urp;           //紧急指针
}tcp_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 tcp";
	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;
	tcp_header *uh;
	u_int ip_len;
	u_int tcp_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TCP首部的位置 */
	ip_len = (ih->ver_ihl & 0xf) * 4;
	uh = (tcp_header *)((u_char*)ih + ip_len);
	tcp_len = uh->hlen*4;
	char *data = (char*)uh + tcp_len;
	u_int data_len = ntohs(ih->tlen) - ip_len - tcp_len;
	char buffer[20000];
	memcpy(buffer, data, data_len);
	buffer[data_len] = '\0';
	
	/* 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TCP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);
	printf("ip:%d tcp:%d (%d) data:%s\n",ip_len,tcp_len,data_len, buffer);
}

结果如下：