libpcap库使用指南
众所周知，libpcap是一个可移植的网络数据包捕获库，使用C/C++编写的程序都可以用它，当然，它还有很多其他语言的Wrapper。libpcap可以从tcpdump的网站下载到。
这里我主要介绍一下它的C语言API。在文章的最后，我将介绍一下winpcap（libpcap的Windows实现版）。
Prefix
首先，我们需要了解C语言的基本知识。其次，最好对计算机网络有一定的了解。
Knowledge
我们可以分5个步骤来描述使用libpcap编写程序的步骤：
- 我们首先要决定监听的设备接口，这个可以用一个string来表示，也可以由pcap提供给我们。
- 初始化pcap。我们要告诉pcap需要监听的是哪一个设备。pcap对于不同的设备，使用session来区分它们，一个设备就是一个“session”。
- 我们需要创建一个监听的原则（rule），然后编译它，提供给pcap作为一个session的filter。
- 接下来，我们进入真正的监听循环中。我们告诉pcap监听多少packets；每当一个packet到来的时候，都会调用我们已经定义好的一个函数，在这个函数中，我们处理监听到的数据。
- 最后，我们关闭监听的session。
Functions
在源代码中，#include <pcap.h>是必须的。
char* pcap_lookupdev(char* errbuf)
返回一个设备名，Linux可能是eth1，Mac OS X可能是en0，错误时返回NULL。参数errbuf是遇到错误时对错误的描述字符串，我们一般这么定义：
char errbuf[PCAP_ERRBUF_SIZE]。
pcap_t *pcap_open_live(char *device, int snaplen, int promisc, int to_ms, char *ebuf)
这个函数会打开device所表示的设备，返回一个“session”，错误时返回NULL。snaplen是pcap能捕获的最大字节数，promisc为true（非0值，一般是1）的时候，这个设备在监听的时候使用的是promiscuous mode（即使有时候设置成了false，在某些特定情况下也会强制变为true）。to_ms是超时毫秒数，0表示没有超时。如果没有超时，一般来说，读取snaplen字节之后才会返回，除非发生错误。errbuf和前面提到的是一个意思。
这里解释一下promisc模式，中文一般翻译为混杂模式。非混杂模式只监听所选择设备的数据包，包括接收到的，发送到的，以及路由的。而混杂模式则会监听线路上所有的数据包，工作在non-switched environment下（比如说hub），但是，混杂模式是可以被检测到的，而且在高速的网络环境下，会给系统造成很大的负担。
int pcap_compile(pcap_t *p, struct bpf_program *fp, char *str, int optimize, bpf_u_int32 netmask)
这个函数编译str，其中str是一种常规字符串，在tcpdump的man page中有详细的说明，这里就不再赘述了。所得结果存在fp中，可以作为
int pcap_setfilter(pcap_t *p, struct bpf_program *fp)
的参数，给session设置filter。
p就是在前面pcap_open_live打开的session。optimize是决定常规字符串是否优化的的选项，1表示true，0表示false。netmask是子网掩码。
通过
int pcap_lookupnet(const char *device, bpf_u_int32 *netp, bpf_u_int32 *maskp, char *errbuf)
可以得到device的网络地址和子网掩码。
上面三个函数错误时返回-1，成功时返回其他值。
u_char *pcap_next(pcap_t *p, struct pcap_pkthdr *h)
这个函数获得监听到的数据包，h是一个存储抓取的数据包信息的结构体。
struct pcap_pkthdr {
struct timeval ts; /* time stamp */
bpf_u_int32 caplen; /* length of portion present */
bpf_u_int32 len; /* length this packet (off wire) */
};
而
int pcap_loop(pcap_t *p, int cnt, pcap_handler callback, u_char *user)
和
int pcap_dispatch(pcap_t *p, int cnt, pcap_handler callback, u_char *user)
则分别是循环监听数据包cnt次，如果cnt为负数，那么表示一直监听，直到发生错误。callback是一个回调函数，它的格式是这样的：
void got_packet(u_char *args, const struct pcap_pkthdr *header, const u_char *packet)
其中，user作为用户自定义的数据，传入给callback的args参数，callback将监听到的数据和信息分别存入packet和header。
pcap_loop和pcap_dispatch的区别在于，前者会一直读取数据，直到读取了cnt个数据包，后者会在pcap_open_live设置的timeout时间到了之后返回（尽管是不能保证的）。细节的区别请参看pcap的man page。
pcap_dispatch返回读取的packets数目，0表示没有读到packets，-1表示发生了错误，可以使用pcap_perror()或者pcap_geterr()得到错误信息。-2表示调用了pcap_breakloop(pcap_t *)。
void pcap_perror(pcap_t *p, char *prefix)
打印出p的错误信息，prefix作为错误信息的前缀。
char *pcap_geterr(pcap_t *p)
得到错误信息，在p关闭后，其返回值将不会指向正确的错误信息。
pcap_loop返回0表示读取了cnt个packets，返回-1表示发生了错误，返回-2表示调用了pcap_breakloop(pcap_t *)。
void pcap_freecode(struct bpf_program *)
释放掉编译后的bpf_program资源。
void pcap_close(pcap_t *p)
一般会在最后关闭p，释放所有资源。
Extras
int pcap_datalink(pcap_t *p)
int pcap_list_datalinks(pcap_t *p, int **dlt_buf);
int pcap_set_datalink(pcap_t *p, int dlt);
这三个函数操作设备的datalink，pcap_datalink会返回设备的链路层类型，例如：
DLT_EN10MB是Ethernet (10Mb, 100Mb, 1000Mb, and up)类型。
DLT_IEEE802_11是IEEE 802.11 wireless LAN类型。
pcap_list_datalinks将会列出设备支持的链路层类型，返回类型个数，错误则返回-1。
而pcap_set_datalink设置设备的链路层类型，错误返回-1。
Network
注意，我们抓到的数据包有包头，例如对于TCP/IP的数据包，包括Ethernet Header，IP Header，TCP Header。
所以，在这一个小节里，我们将简单讲一下以太网（Ethernet）的数据包结构。
这幅图显示了以太网+IP+TCP的结构。
Ethernet Header长度总是14字节，分别包括6字节的目标MAC地址，6字节的源MAC地址，2字节的以太网类型。这里是Ethernet Header的type字段含义。
而IP和TCP的头定义都在上面两个链接中说的很清楚了，这里就不再赘述了。
Winpcap
Winpcap是libpcap在Windows下的实现版本，编程的流程和libpcap没有什么区别，值得注意的是，微软的C编译器支持的C标准很老，如果你编译的是C文件，那么需要注意所有的变量定义都要放在函数的开始。