WinPcap教程３——据说为珊瑚虫所译

（五）数据流的过滤

WinPcap或libpca最强大的特点之一就是数据流的过滤引擎。它提供一种高效的方法来只捕获网络数据流的某些数据而且常常和系统的捕获机制相集成。过滤数据的函数是pcap_compile() 和 pcap_setfilter()来实现的。


pcap_compile()来编译一个过滤设备，它通过一个高层的boolean型变量和字串产生一系列的能够被底层驱动所解释的二进制编码。boolean表示语法能够在这个文件的过滤表示语法中找到。

pcap_setfilter() 用来联系一个在内核驱动上过滤的过滤器，这时所有网络数据包都将流经过滤器，并拷贝到应用程序中。

下面的代码展示了如何编译并社定一个过滤设备。注意我们必须从pcap_if结构中获得掩码，因为一些过滤器的创建需要这个参数。

下面的代码段中的pcap_compile()的"ip and tcp"参数说明只有IPV4和TCP数据才会被内核保存并被传递到应用程序。

 

if(d->addresses != NULL)
/* 获得第一个接口地址的掩码 */
netmask=((struct sockaddr_in *)(d->addresses->netmask))->sin_addr.S_un.S_addr;
else
/* 如果这个接口没有地址那么我们假设他为C类地址 */
netmask=0xffffff; 


//compile the filter
if(pcap_compile(adhandle, &fcode, "ip and tcp", 1, netmask) <0 ){
fprintf(stderr,"\nUnable to compile the packet filter. Check the syntax.\n");
/* Free the device list */
pcap_freealldevs(alldevs);
return -1;
}

//set the filter
if(pcap_setfilter(adhandle, &fcode)<0){
fprintf(stderr,"\nError setting the filter.\n");
/* Free the device list */
pcap_freealldevs(alldevs);
return -1;
}

 

（六）解析数据包
现在经过上几节的学习能够进行数据报的捕获和过滤了，我们想用一个简单的"real world"程序将我们所学的

知识应用于实际。
这一节里我们将利用以前的代码并将其引申从而建立一个更实用的程序。该程序的主要目的是如何显示出所捕

获的数据报的内容，尤其是对它的协议头的分析和说明。这个程序名叫UDPdump它将在屏幕上显示出我们网络上

UDP数据的信息。
在此我们选择解析UDP而不用TCP因为他比TCP简单更加的直观明了。下面让我们来看看原代码。

 


/*
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* Politecnico di Torino. All rights reserved.
*
* Redistribution and use in source and binary forms, with or without
* modification, are permitted provided that: (1) source code distributions
* retain the above copyright notice and this paragraph in its entirety, (2)
* distributions including binary code include the above copyright notice and
* this paragraph in its entirety in the documentation or other materials
* provided with the distribution, and (3) all advertising materials mentioning
* features or use of this software display the following acknowledgement:
* ``This product includes software developed by the Politecnico
* di Torino, and its contributors.‘‘ Neither the name of
* the University nor the names of its contributors may be used to endorse
* or promote products derived from this software without specific prior
* written permission.
* THIS SOFTWARE IS PROVIDED ``AS IS‘‘ AND WITHOUT ANY EXPRESS OR IMPLIED
* WARRANTIES, INCLUDING, WITHOUT LIMITATION, THE IMPLIED WARRANTIES OF
* MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
*/

#include "pcap.h"

/* 4 BIT的IP头定义 */
typedef struct ip_address{
u_char byte1;
u_char byte2;
u_char byte3;
u_char byte4;
}ip_address;

/* IPv4 头的定义 */
typedef struct ip_header{
u_char ver_ihl; // 4 bit的版本信息 + 4 bits的头长
u_char tos; // TOS类型 
u_short tlen; // 总长度
u_short identification; // Identification
u_short flags_fo; // Flags (3 bits) + Fragment offset (13 bits)
u_char ttl; // 生存期
u_char proto; // 后面的协议信息
u_short crc; // 校验和
ip_address saddr; // 源IP
ip_address daddr; // 目的IP
u_int op_pad; // Option + Padding
}ip_header;

/* UDP header*/
typedef struct udp_header{
u_short sport; // Source port
u_short dport; // Destination port
u_short len; // Datagram length
u_short crc; // Checksum
}udp_header;

/* 定义处理包的函数 */
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 udp";
struct bpf_program fcode;

/* Retrieve the device list */
if (pcap_findalldevs(&alldevs, errbuf) == -1)
{
fprintf(stderr,"Error in pcap_findalldevs: %s\n", errbuf);
exit(1);
}

/* Print the list */
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 inte***ces found! Make sure WinPcap is installed.\n");
return -1;
}

printf("Enter the inte***ce number (1-%d):",i);
scanf("%d", &inum);

if(inum < 1 || inum > i)
{
printf("\nInte***ce number out of range.\n");
/* Free the device list */
pcap_freealldevs(alldevs);
return -1;
}

/* Jump to the selected adapter */
for(d=alldevs, i=0; i< inum-1 ;d=d->next, i++);

/* Open the adapter */
if ( (adhandle= pcap_open_live(d->name, // name of the device
65536, // portion of the packet to capture. 
// 65536 grants that the whole packet will be captured on 

all the MACs.
1, // promiscuous mode
1000, // read timeout
errbuf // error buffer
) ) == NULL)
{
fprintf(stderr,"\nUnable to open the adapter. %s is not supported by WinPcap\n");
/* Free the device list */
pcap_freealldevs(alldevs);
return -1;
}

/* Check the link layer. We support only Ethernet for simplicity. */
if(pcap_datalink(adhandle) != DLT_EN10MB)
{
fprintf(stderr,"\nThis program works only on Ethernet networks.\n");
/* Free the device list */
pcap_freealldevs(alldevs);
return -1;
}

if(d->addresses != NULL)
/* Retrieve the mask of the first address of the inte***ce */
netmask=((struct sockaddr_in *)(d->addresses->netmask))->sin_addr.S_un.S_addr;
else
/* If the inte***ce is without addresses we suppose to be in a C class network */
netmask=0xffffff; 


//compile the filter
if(pcap_compile(adhandle, &fcode, packet_filter, 1, netmask) <0 ){
fprintf(stderr,"\nUnable to compile the packet filter. Check the syntax.\n");
/* Free the device list */
pcap_freealldevs(alldevs);
return -1;
}

//set the filter
if(pcap_setfilter(adhandle, &fcode)<0){
fprintf(stderr,"\nError setting the filter.\n");
/* Free the device list */
pcap_freealldevs(alldevs);
return -1;
}

printf("\nlistening on %s...\n", d->description);

/* At this point, we don‘t need any more the device list. Free it */
pcap_freealldevs(alldevs);

/* start the capture */
pcap_loop(adhandle, 0, packet_handler, NULL);

return 0;
}

/* Callback function invoked by libpcap for every incoming packet */
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;
udp_header *uh;
u_int ip_len;
u_short sport,dport;

/* convert the timestamp to readable format */
ltime=localtime(&header->ts.tv_sec);
strftime( timestr, sizeof timestr, "%H:%M:%S", ltime);

/* print timestamp and length of the packet */
printf("%s.%.6d len:%d ", timestr, header->ts.tv_usec, header->len);

/* 找到IP头的位置 */
ih = (ip_header *) (pkt_data +
14); //14为以太头的长度

/* 找到UDP的位置 */
ip_len = (ih->ver_ihl & 0xf) * 4;
uh = (udp_header *) ((u_char*)ih + ip_len);

/* 将端口信息从网络型转变为主机顺序 */
sport = ntohs( uh->sport );
dport = ntohs( uh->dport );

/* print ip addresses and u** *orts */
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);
}

首先我门设置U**过滤，用这种方法我们确保*acket_handler()只接受到基于IPV4的UDP数据。我们同样定义了

两个数据结构来描述IP 和U**的头部信息，*acket_handler()用这两个结构来定位头部的各种字段。
packet_handler()虽然只是限于处理一些UDP数据但却显示了复杂的嗅探器如tcpdump/WinDump的工作原理。
首先我们对MAC地址的头部并不感兴趣所以我们跳过它。不过在开始捕获之前我们用pcap_datalink()来检查MAC

层，所以以上的程序只能够工作在Ethernet networks上，再次我们确保MAC头为14 bytes。
MAC头之后是IP头，我们从中提取出了目的地址。IP之后是UDP，在确定UDP的位置时有点复杂，因为IP的长度以

为版本的不同而不同，所以我们用头长字段来定位UDP，一旦 我们确定了UDP的起始位置，我们就可以解析出原

和目的端口。
下面是我们打印出来的一些结果：

1. {A7FD048A-5D4B-478E-B3C1-34401AC3B72F} (Xircom t 10/100 Adapter) 
Enter the inte***ce number (1-2):1

listening on Xircom CardBus Ethernet 10/100 Adapter... 
16:13:15.312784 len:87 130.192.31.67.2682 -> 130.192.3.21.53 
16:13:15.314796 len:137 130.192.3.21.53 -> 130.192.31.67.2682 
16:13:15.322101 len:78 130.192.31.67.2683 -> 130.192.3.21.53 

上面每一行都显示出不同的数据包的内容. 

 

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