网络嗅探器

网络嗅探器：把网卡设置成混杂模式，并可实现对网络上传输的数据包的捕获与分析。

原理：

　　通常的套接字程序只能响应与自己MAC地址相匹配的 或者是 广播形式发出的数据帧，对于其他形式的数据帧网络接口采取的动作是直接丢弃

　　为了使网卡接收所有经过他的封包，要将其设置成混杂模式，通过原始套接字来实现。

设置混杂模式：

　　创建原始套接字，

　　绑定到一个明确的本地地址，

　　向套接字发送SIO_RCVALL控制命令，

　　接收所有的IP包

代码实现步骤：

　　1 创建原始套接字

　　2 绑定到明确地址

　　3 这是SIO_RCVALL控制代码

　　4 进入循环，调用recv函数接收经过本地网卡的IP封包。

主程序代码如下：

void main()
{
    //创建原始套接字
    SOCKET sRaw = socket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP);
    //获取本地IP地址
    char szHostName[56];
    SOCKADDR_IN addr_in;
    struct hostent *pHost;
    gethostname(szHostName,56);
    if((pHost=gethostbyname((char*)szHostName))==NULL)
        return;
    //套接字绑定
    addr_in.sin_family = AF_INET;
    addr_in.sin_port = htons(0);
    memcpy(&addr_in.sin_addr.S_un.S_addr,pHost->h_addr_list[0],pHost->h_length);
    printf("Binding to interface:%s\n",::inet_ntoa(addr_in.sin_addr));
    if(bind(sRaw,(sockaddr*)&addr_in,sizeof(addr_in))==SOCKET_ERROR)
        return;
    //设置SIO_RECVALL控制代码
    DWORD dwValue = 1;
    if(ioctlsocket(sRaw,SIO_RCVALL,&dwValue)!=0)
        return;                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             
    //开始接收封包
    char buff[1024];
    int nRet;
    while(true)
    {
        nRet = recv(sRaw,buff,1024,0);
        if(nRet>0)
        {
            DecodeIPPacket(buff);
        }
    }
    closesocket(sRaw);
}

程序接收到IP封包后，调用自定义的DecodeIPPacket进行解包。取出封包中的协议头，向用户打印出协议信息。

解析IP头代码：

void DecodeIPPacket(char *pData)
{
    IPHeader *pIPHdr = (IPHeader*)pData;
    in_addr source,dest;
    char szSourceIp[32],szDestIp[32];
    printf("\n\n------------------------------------------------\n");
    //从IP头中取出源IP和目的IP
    source.S_un.S_addr = pIPHdr->ipSource;
    dest.S_un.S_addr = pIPhdr->ipDestination;

    strcpy(szSourceIp,::inet_ntoa(source));
    strcpy(szDestIp,::inet_ntoa(dest));
    printf("        %s->%s\n",szSourceIp,szDestIp);
    //IP长度
    int nHeaderLen = (pIPHdr->iphVerLen & 0xf)*sizeof(ULONG);
    switch(pIPHdr->ipProtocol)
    {
    case IPPROTO_TCP:
        DecodeTCPPacket(pData+nHeaderLen);
        break;
    case IPPROTO_UDP:
        break;
    case IPPROTO_ICMP:
        break;
    }
}

解析TCP头代码如下：取出端口号，输出

void DecodeTCPPacket(char *pData)
{
    TCPHeader &pTCPHdr = (TCPHeader*)pData;
    printf("Port:%d->%d\n",ntohs(pTCPHdr->sourcePort),ntohs(pTCOHdr->destinationPort));
    switch(::ntohs(pTCPHdr->destinationPort))
    {
    case 21:
        break;
    case 80:
        break;
    case 8080:
        break;
    }
}

VS下完整代码：

initsock.h:

#include <winsock2.h>
#pragma comment(lib, "WS2_32")    // 链接到WS2_32.lib

class CInitSock        
{
public:
    CInitSock(BYTE minorVer = 2, BYTE majorVer = 2)
    {
        // 初始化WS2_32.dll
        WSADATA wsaData;
        WORD sockVersion = MAKEWORD(minorVer, majorVer);
        if(::WSAStartup(sockVersion, &wsaData) != 0)
        {
            exit(0);
        }
    }
    ~CInitSock()
    {    
        ::WSACleanup();    
    }
};

protoinfo.h:

//////////////////////////////////////////////////
// protoinfo.h文件

/*

定义协议格式
定义协议中使用的宏

 */


#ifndef __PROTOINFO_H__
#define __PROTOINFO_H__


#define ETHERTYPE_IP    0x0800
#define ETHERTYPE_ARP   0x0806

typedef struct _ETHeader         // 14字节的以太头
{
    UCHAR    dhost[6];            // 目的MAC地址destination mac address
    UCHAR    shost[6];            // 源MAC地址source mac address
    USHORT    type;                // 下层协议类型，如IP（ETHERTYPE_IP）、ARP（ETHERTYPE_ARP）等
} ETHeader, *PETHeader;


#define ARPHRD_ETHER     1

// ARP协议opcodes
#define    ARPOP_REQUEST    1        // ARP 请求    
#define    ARPOP_REPLY        2        // ARP 响应


typedef struct _ARPHeader        // 28字节的ARP头
{
    USHORT    hrd;                //    硬件地址空间，以太网中为ARPHRD_ETHER
    USHORT    eth_type;            //  以太网类型，ETHERTYPE_IP ？？
    UCHAR    maclen;                //    MAC地址的长度，为6
    UCHAR    iplen;                //    IP地址的长度，为4
    USHORT    opcode;                //    操作代码，ARPOP_REQUEST为请求，ARPOP_REPLY为响应
    UCHAR    smac[6];            //    源MAC地址
    UCHAR    saddr[4];            //    源IP地址
    UCHAR    dmac[6];            //    目的MAC地址
    UCHAR    daddr[4];            //    目的IP地址
} ARPHeader, *PARPHeader;


// 协议
#define PROTO_ICMP    1
#define PROTO_IGMP    2
#define PROTO_TCP     6
#define PROTO_UDP     17

typedef struct _IPHeader        // 20字节的IP头
{
    UCHAR     iphVerLen;      // 版本号和头长度（各占4位）
    UCHAR     ipTOS;          // 服务类型 
    USHORT    ipLength;       // 封包总长度，即整个IP报的长度
    USHORT    ipID;              // 封包标识，惟一标识发送的每一个数据报
    USHORT    ipFlags;          // 标志
    UCHAR     ipTTL;          // 生存时间，就是TTL
    UCHAR     ipProtocol;     // 协议，可能是TCP、UDP、ICMP等
    USHORT    ipChecksum;     // 校验和
    ULONG     ipSource;       // 源IP地址
    ULONG     ipDestination;  // 目标IP地址
} IPHeader, *PIPHeader; 


// 定义TCP标志
#define   TCP_FIN   0x01
#define   TCP_SYN   0x02
#define   TCP_RST   0x04
#define   TCP_PSH   0x08
#define   TCP_ACK   0x10
#define   TCP_URG   0x20
#define   TCP_ACE   0x40
#define   TCP_CWR   0x80

typedef struct _TCPHeader        // 20字节的TCP头
{
    USHORT    sourcePort;            // 16位源端口号
    USHORT    destinationPort;    // 16位目的端口号
    ULONG    sequenceNumber;        // 32位序列号
    ULONG    acknowledgeNumber;    // 32位确认号
    UCHAR    dataoffset;            // 高4位表示数据偏移
    UCHAR    flags;                // 6位标志位
                                //FIN - 0x01
                                //SYN - 0x02
                                //RST - 0x04 
                                //PUSH- 0x08
                                //ACK- 0x10
                                //URG- 0x20
                                //ACE- 0x40
                                //CWR- 0x80

    USHORT    windows;            // 16位窗口大小
    USHORT    checksum;            // 16位校验和
    USHORT    urgentPointer;        // 16位紧急数据偏移量 
} TCPHeader, *PTCPHeader;

typedef struct _UDPHeader
{
    USHORT            sourcePort;        // 源端口号        
    USHORT            destinationPort;// 目的端口号        
    USHORT            len;            // 封包长度
    USHORT            checksum;        // 校验和
} UDPHeader, *PUDPHeader;

#endif // __PROTOINFO_H__

 

#include "../common/initsock.h"
#include "../common/protoinfo.h" 

#include <stdio.h>
#include <mstcpip.h>

#pragma comment(lib, "Advapi32.lib")

CInitSock theSock;

void DecodeTCPPacket(char *pData)
{
    TCPHeader *pTCPHdr = (TCPHeader *)pData;

    printf(" Port: %d -> %d \n", ntohs(pTCPHdr->sourcePort), ntohs(pTCPHdr->destinationPort));
    
    // 下面还可以根据目的端口号进一步解析应用层协议
    switch(::ntohs(pTCPHdr->destinationPort))
    {
    case 21:
        break;
    case 80:
    case 8080:
        break;
    }
}

void DecodeIPPacket(char *pData)
{
    IPHeader *pIPHdr = (IPHeader*)pData;    
    in_addr source, dest;
    char szSourceIp[32], szDestIp[32]; 

    printf("\n\n-------------------------------\n");

    // 从IP头中取出源IP地址和目的IP地址
    source.S_un.S_addr = pIPHdr->ipSource;
    dest.S_un.S_addr = pIPHdr->ipDestination;
    strcpy(szSourceIp, ::inet_ntoa(source));
    strcpy(szDestIp, ::inet_ntoa(dest));

    printf("    %s -> %s \n", szSourceIp, szDestIp);
    // IP头长度
    int nHeaderLen = (pIPHdr->iphVerLen & 0xf) * sizeof(ULONG);

    switch(pIPHdr->ipProtocol)
    {
    case IPPROTO_TCP: // TCP协议
        DecodeTCPPacket(pData + nHeaderLen);
        break;
    case IPPROTO_UDP:
        break;
    case IPPROTO_ICMP:
        break; 
    }
}


void main()
{
    // 创建原始套节字
    SOCKET sRaw = socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_IP);

    // 获取本地IP地址
    char szHostName[56];
    SOCKADDR_IN addr_in;
    struct  hostent *pHost;
    gethostname(szHostName, 56);
    if((pHost = gethostbyname((char*)szHostName)) == NULL)    
        return ;

    // 在调用ioctl之前，套节字必须绑定
    addr_in.sin_family  = AF_INET;
    addr_in.sin_port    = htons(0);
    memcpy(&addr_in.sin_addr.S_un.S_addr, pHost->h_addr_list[0], pHost->h_length);

    printf(" Binding to interface : %s \n", ::inet_ntoa(addr_in.sin_addr));
    if(bind(sRaw, (PSOCKADDR)&addr_in, sizeof(addr_in)) == SOCKET_ERROR)
        return;

    // 设置SIO_RCVALL控制代码，以便接收所有的IP包    
    DWORD dwValue = 1;
    if(ioctlsocket(sRaw, SIO_RCVALL, &dwValue) != 0)    
        return ;
    
    // 开始接收封包
    char buff[1024];
    int nRet;
    while(TRUE)
    {
        nRet = recv(sRaw, buff, 1024, 0);
        if(nRet > 0)
        {
            DecodeIPPacket(buff);
        }
    }
    closesocket(sRaw);
}

运行结果