WinPcap: 打开适配器并捕获数据包

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小牛编辑

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2023-12-01

现在，我们已经知道如何获取适配器的信息了，那我们就开始一项更具意义的工作，打开适配器并捕获数据包。在这讲中，我们会编写一个程序，将每一个通过适配器的数据包打印出来。

打开设备的函数是 pcap_open()。下面是参数 snaplen, flags 和 to_ms 的解释说明

snaplen 制定要捕获数据包中的哪些部分。在一些操作系统中 (比如 xBSD 和 Win32)，驱动可以被配置成只捕获数据包的初始化部分：这样可以减少应用程序间复制数据的量，从而提高捕获效率。本例中，我们将值定为65535，它比我们能遇到的最大的MTU还要大。因此，我们确信我们总能收到完整的数据包。

flags: 最最重要的flag是用来指示适配器是否要被设置成混杂模式。一般情况下，适配器只接收发给它自己的数据包，而那些在其他机器之间通讯的数据包，将会被丢弃。相反，如果适配器是混杂模式，那么不管这个数据包是不是发给我的，我都会去捕获。也就是说，我会去捕获所有的数据包。这意味着在一个共享媒介(比如总线型以太网)，WinPcap能捕获其他主机的所有的数据包。大多数用于数据捕获的应用程序都会将适配器设置成混杂模式，所以，我们也会在下面的范例中，使用混杂模式。

to_ms 指定读取数据的超时时间，以毫秒计(1s=1000ms)。在适配器上进行读取操作(比如用 pcap_dispatch() 或 pcap_next_ex()) 都会在 to_ms 毫秒时间内响应，即使在网络上没有可用的数据包。在统计模式下，to_ms 还可以用来定义统计的时间间隔。将 to_ms 设置为0意味着没有超时，那么如果没有数据包到达的话，读操作将永远不会返回。如果设置成-1，则情况恰好相反，无论有没有数据包到达，读操作都会立即返回。

#include "pcap.h"

/* packet handler 函数原型 */
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];
    
    /* 获取本机设备列表 */
    if (pcap_findalldevs_ex(PCAP_SRC_IF_STRING, NULL, &alldevs, errbuf) == -1)
    {
        fprintf(stderr,"Error in pcap_findalldevs: %sn", errbuf);
        exit(1);
    }
    
    /* 打印列表 */
    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 interfaces found! Make sure WinPcap is installed.n");
        return -1;
    }
    
    printf("Enter the interface number (1-%d):",i);
    scanf("%d", &inum);
    
    if(inum < 1 || inum > i)
    {
        printf("nInterface number out of range.n");
        /* 释放设备列表 */
        pcap_freealldevs(alldevs);
        return -1;
    }
    
    /* 跳转到选中的适配器 */
    for(d=alldevs, i=0; i< inum-1 ;d=d->next, i++);
    
    /* 打开设备 */
    if ( (adhandle= pcap_open(d->name,          // 设备名
                              65536,            // 65535保证能捕获到不同数据链路层上的每个数据包的全部内容
							     PCAP_OPENFLAG_PROMISCUOUS,    // 混杂模式
                              1000,             // 读取超时时间
                              NULL,             // 远程机器验证
                              errbuf            // 错误缓冲池
                              ) ) == NULL)
    {
        fprintf(stderr,"nUnable to open the adapter. %s is not supported by WinPcapn", d->name);
        /* 释放设备列表 */
        pcap_freealldevs(alldevs);
        return -1;
    }
    
    printf("nlistening on %s...n", d->description);
    
    /* 释放设备列表 */
    pcap_freealldevs(alldevs);
    
    /* 开始捕获 */
    pcap_loop(adhandle, 0, packet_handler, NULL);
    
    return 0;
}


/* 每次捕获到数据包时，libpcap都会自动调用这个回调函数 */
void packet_handler(u_char *param, const struct pcap_pkthdr *header, const u_char *pkt_data)
{
    struct tm *ltime;
    char timestr[16];
    time_t local_tv_sec;
    
    /* 将时间戳转换成可识别的格式 */
    local_tv_sec = header->ts.tv_sec;
    ltime=localtime(&local_tv_sec);
    strftime( timestr, sizeof timestr, "%H:%M:%S", ltime);
    
    printf("%s,%.6d len:%dn", timestr, header->ts.tv_usec, header->len);
    
}

当适配器被打开，捕获工作就可以用 pcap_dispatch() 或 pcap_loop()进行。这两个函数非常的相似，区别就是 pcap_ dispatch() 当超时时间到了(timeout expires)就返回 (尽管不能保证) ，而 pcap_loop() 不会因此而返回，只有当 cnt 数据包被捕获，所以，pcap_loop()会在一小段时间内，阻塞网络的利用。pcap_loop()对于我们这个简单的范例来说，可以满足需求，不过， pcap_dispatch() 函数一般用于比较复杂的程序中。

这两个函数都有一个回调参数， packet_handler指向一个可以接收数据包的函数。这个函数会在收到每个新的数据包并收到一个通用状态时被libpcap所调用 ( 与函数 pcap_loop() 和 pcap_dispatch() 中的 user 参数相似)，数据包的首部一般有一些诸如时间戳，数据包长度的信息，还有包含了协议首部的实际数据。注意：冗余校验码CRC不再支持，因为帧到达适配器，并经过校验确认以后，适配器就会将CRC删除，与此同时，大部分适配器会直接丢弃CRC错误的数据包，所以，WinPcap没法捕获到它们。

上面的程序将每一个数据包的时间戳和长度从 pcap_pkthdr 的首部解析出来，并打印在屏幕上。

请注意，使用 pcap_loop() 函数可能会遇到障碍，主要因为它直接由数据包捕获驱动所调用。因此，用户程序是不能直接控制它的。另一个实现方法(也是提高可读性的方法)，是使用 pcap_next_ex() 函数。有关这个函数的使用，我们将在下一讲为您展示。 (不用回调方法捕获数据包).