Libcap 文件格式

Libcap 文件格式

Libcap 作为捕获网络通信数据的事实上的标准工具。其存储截获的数据的文件格式也几乎成为事实上的标准格式。通常，推荐使用的文件扩展名是pcap。下面介绍Libcap库当前版所使用的文件格式，该文件格式的版本是2.4，从Libcap 0.4开始到现在该文件格式时始终没有发生变化。

注意：文件格式没有发生变化，但是解析库有变化。Lipcap 1.5.0开始支持纳秒级别的时间精度的时间戳，但是该时间精度仅能被新版Libcap读取，老版本的Libcap以及Wincap均不能读取其中的纳秒数据。老版的WireShark也不支持读取纳秒时间的时间戳，不过现在的版本支持读取。

文件结构

每个截取的文件以全局头开始，然后截取的每个包的包头和包数据。

Global Header

field	length	desc
magic_number	4 bytes	1.文件格式的标识（其他程序根据该魔术确定是Libcap文件，比如.class文件的魔数是cafe babe; 2. 本地字节读取顺序（i）0xa1b2c3d4 MSB 直接读（ii）0xd4c3b2a1 LSB 反向读
version_major	2 bytes	Libcap 文件格式主版本号
version_minor	2 bytes	Libcap 文件格式次版本号
thiszone	4 bytes	本地时间与GMT 时间的差别时间，单位是秒。比如本地是UTC+8:00,那么thiszone则为+3600
sigfigs	4 bytes	截取的数据的时间戳的时间精度，通常所有工具默认为0
snaplen	4 bytes	截取的数据的最大长度（受各种不同的工具约束），单位是字节（byte），通常是比65536(0xFFFF)更大的值
network	4 bytes	截取的数据的所在网络链路层头类型，参考各种链路层头类型

为什么要定义本地字节的读取顺序?

内存可以想象成存储单元的数组，每个存储单元通常为8位(bit)；
当数据的表示/编码所需要的位数 > 存储单元的能够存储的数据的位数（比如，Java中int类型为4个字节32位）时，常用的方法是使用多个连续存储单元来存储一个数据。
关于具体如何存储，目前有两种存储方式（本地字节顺序）：最高有效位存在低地址中（big-endian/MSB Most Significant Bit）和最低有效位存在低地址中（little-endian/LSB Least Significant Bit）。

示例，0x90AB12CD

字节一定是8位吗?

不一定。还存在半字节的说法。

• 8位字节 octet
• 4位字节 quartet/nibbles
• 2位字节 doublet

Packet Header

field	length	desc
ts_sec	4 bytes	包被截取的时间的秒数，从UN*X时刻开始
ts_usec	4 bytes	包被截取的时间的毫秒数
incl_len	4 bytes	真正被保存在文件中截取的数据的8位字节的数量
orig_len	4 bytes	包的实际8位字节长度

UN*X 时刻

1970年1月1日 00:00:00 GMT

Packet Data

数据直接跟在 Packet Header 后，具体截取的数据与截取数据所使用的工具及其参数有关，参考《802.3 和 802.11 网络帧格式》

支持库

• libcap 文件格式的最初定义，用于类UNIX系统
• WinCap 用于Windows系统的移植

Java 编程语言支持（使用前提需要使用上面的任意一个库）

• pcap4
• jpcap
• jNetPcap tcpdump的Java实现

PcagNg

当前版本的文件格式比较简单，不支持许多必要的特定，因此Libcap 提出了下一代文件截取格式 的计划。该文件格式的支持情况：

• Libcap 1.1.0 开始能够读但不能写
• Wireshark 能够在一定程度山读写

参考

1. Libpcap File Format
2. Big & Little endian