Pcap程序设计

Tim Carstens
此文的最近更新见于 http://broker.dhs.org/pcap.htm
好，让我们从看看这篇文章写给谁开始。显而易见的，需要一些C语言基础知识，除非你只想了解基本的理论。你不必是一个编码专家，因为这个领域只有经验丰富的程序员涉足，而我将尽可能详细的描述这些概念。另外，考虑到这是有关一个包嗅探器的，所以对网络基础知识的理解是有帮助的。所有在此出现的代码示 例都已在FreeBSD 4.3平台上测试通过。
开始：pcap应用程序的格式
我们所要理解的第一件事情是一个基于pcap的嗅探器程序的总体布局。流程如下：
1.我们从决定用哪一个接口进行嗅探开始。在Linux中，这可能是eth0，而在BSD系统中则可能是xl1等等。我们也可以用一个字符串来定义这个设备，或者采用pcap提供的接口名来工作。
2.初始化pcap。在这里我们要告诉pcap对什么设备进行嗅探。假如愿意的话，我们还可以嗅探多个设备。怎样区分它们呢？使用 文件句柄。就像打开一个文件进行读写一样，必须命名我们的嗅探“会话”，以此使它们各自区别开来。
3.如果我们只想 嗅探特定的传输（如TCP/IP包，发往端口23的包等等），我们必须创建一个规则集合，编译并且使用它。这个过程分为三个相互紧密关联的阶段。规则集合被置于一个字符串内，并且被转换成能被pcap读的格式(因此编译它)。编译实际上就是在我们的程序里调用一个不被外部程序使用的函数。接下来我们要告诉pcap使用它来过滤出我们想要的那一个会话。
4.最后，我们告诉pcap进入它的主体执行循环。在这个阶段内pcap一直工作到它接收了所有我们想要的包为止。每当它收到一个包就调用另一个已经定义好的函数，这个函数可以做我们想要的任何工作，它可以剖析所部获的包并给用户打印出结果，它可以将结果保存为一个文件，或者什么也不作。
5．在嗅探到所需的数据后，我们要关闭会话并结束。
这是实际上一个很简单的过程。一共五个步骤，其中一个（第3个）是可选的。我们为什么不看一看是怎样实现每一个步骤呢？
设置设备
这是很简单的。有两种方法设置想要嗅探的设备。
第一种，我们可以简单的让用户告诉我们。考察下面的程序：
#include <stdio.h>
#include <pcap.h>
int main(int argc, char *argv[])
{

char *dev = argv[1];
printf("Device: %s", dev);
return(0);
}
用户通过传递给程序的第一个参数来指定设备。字符串“dev”以pcap能“理解”的格式保存了我们要嗅探的接口的名字（当然，用户必须给了我们一个真正存在的接口）。
另一种也是同样的简单。来看这段程序：
#include <stdio.h>
#include <pcap.h>
int main()
{
char *dev, errbuf[PCAP_ERRBUF_SIZE];
dev = pcap_lookupdev(errbuf);
printf("Device: %s", dev);
return(0);
}
在 这个例子里，pcap就自己设置设备。“但是，等一下，Tim”，你会说，“字符串errbuf是做什么的？”大多数的pcap命令允许我们向它们传递字符串作为参数。这个字符串的目的是什么呢？如果命令失败，它将传给这个字符串关于错误的描述。这样，如果pcap_lookupdev()失败，它将在 errbuf存储错误信息。很好，是不是？这就是我们怎样去设置设备。
打开设备进行嗅探
创建一个嗅探会话的任务真的非常简单。为此，我们使用pcap_open_live()函数。此函数的原型（根据pcap的手册页）如下：
pcap_t *pcap_open_live(char *device, int snaplen, int promisc, int to_ms, char *ebuf)
其第一个参数是我们在上一节中指定的设备，snaplen是整形的，它定义了将被pcap捕获的最大字节数。当promisc设为true时将置指定接口为 混杂模式（然而，当它置为false时接口仍处于混杂模式的特殊情况也是有可能的）。to_ms是读取时的超时值，单位是毫秒(如果为0则一直嗅探直到错 误发生，为-1则不确定)。最后，ebuf是一个我们可以存入任何错误信息的字符串（就像上面的errbuf）。此函数返回其会话句柄。
举个例子，考察以下代码片断：
#include <pcap.h>
...
pcap_t *handle;
handle = pcap_open_live(somedev, BUFSIZ, 1, 0, errbuf);
这个代码片断打开字符串somedev的设备，告诉它读取被BUFSIZ指定的字节数（BUFSIZ在pcap.h里定义）。我们告诉它将设备置为混杂模式，一直嗅探到错误发生，如果有了错误，把它存放在字符串errbuf中。
混杂模式与非混杂模式的区别：这两种方式区别很大。一般来说，非混杂模式的嗅探器中，主机仅嗅探那些跟它直接有关的通信，如发向它的，从它发出的， 或经它路由的等都会被嗅探器捕获。而在混杂模式中则嗅探传输线路上的所有通信。在非交换式网络中，这将是整个网络的通信。这样做最明显的优点就是使更多的 包被嗅探到，它们因你嗅探网络的原因或者对你有帮助，或者没有。但是，混杂模式是可被探测到的。一个主机可以通过高强度的测试判定另一台主机是否正在进行 混杂模式的嗅探。其次，它仅在非交换式的网络环境中有效工作（如集线器，或者交换中的ARP层面）。再次，在高负荷的网络中，主机的系统资源将消耗的非常严重。
过滤通信
通常，我们的嗅探器仅对某特定的通信感兴趣。例如，有时我们想嗅探到端口23（telnet）的包以获得密码；或者我们想截获一个正通过端口21（FTP）传送的文件；可能我们仅想要得到DNS的通信（端口53，UDP）。无论哪种情况，我们都很少盲目的嗅探整个网络的通信。下面讨 论pcap_compile()与pcap_setfilter()。
这个过程非常简单。当我们已经调用了pcap_open_live()从而 建立了一个嗅探会话之后就可以应用我们自己的过滤器了。为什么要用我们自己的过滤器呢？有两个原因。第一，pcap的过滤器太强大了，因为它直接使用 BPF过滤器，我们通过使用BPF驱动直接过滤跳过了很多的关节。第二，这样做要容易的多。

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