本文的目的是通過隨機截取的一段網絡數據包，然后根據協議類型來解析出這段內存。
學習本文需要掌握的基礎知識：
- 網絡協議
- C語言
- Linux操作
- 抓包工具的使用
其中抓包工具的安裝和使用見下文：
視頻教學鏈接如下：
一、截取一個網絡數據包
通過抓包工具，隨機抓取一個tcp數據包
科萊抓包工具解析出的數據包信息如下：
數據包的內存信息：
數據信息可以直接拷貝出來：
二、用到的結構體
下面，一口君就手把手教大家如何解析出這些數據包的信息。
我們可以從Linux內核中找到協議頭的定義
- 以太頭：
drivers\staging\rtl8188eu\include\if_ether.h
struct ethhdr {
unsigned char h_dest[ETH_ALEN]; /* destination eth addr */
unsigned char h_source[ETH_ALEN]; /* source ether addr */
unsigned short h_proto; /* packet type ID field */
};
- IP頭
include\uapi\linux\ip.h
struct iphdr {
#if defined(__LITTLE_ENDIAN_BITFIELD) //小端模式
__u8 ihl:4,
version:4;
#elif defined(__BIG_ENDIAN_BITFIELD) //大端模式
__u8 version:4,
ihl:4;
#endif
__u8 tos;
__u16 tot_len;
__u16 id;
__u16 frag_off;
__u8 ttl;
__u8 protocol;
__u16 check;
__u32 saddr;
__u32 daddr;
/*The options start here. */
};
tcp頭
include\uapi\linux\tcp.h
struct tcphdr {
__be16 source;
__be16 dest;
__be32 seq;
__be32 ack_seq;
#if defined(__LITTLE_ENDIAN_BITFIELD)
__u16 res1:4,
doff:4,
fin:1,
syn:1,
rst:1,
psh:1,
ack:1,
urg:1,
ece:1,
cwr:1;
#elif defined(__BIG_ENDIAN_BITFIELD)
__u16 doff:4,
res1:4,
cwr:1,
ece:1,
urg:1,
ack:1,
psh:1,
rst:1,
syn:1,
fin:1;
#else
#error "Adjust your <asm/byteorder.h> defines"
#endif
__be16 window;
__sum16 check;
__be16 urg_ptr;
};
因為協議頭長度都是按照標准協議來定義的，
所以以太長度是14，
IP頭長度是20，
tcp頭長度是20，
各個協議頭對應的內存空間如下：
三、解析以太頭
#define MAC_ARG(p) p[0],p[1],p[2],p[3],p[4],p[5]
struct ethhdr *ethh;
unsigned char *p = pkt;
ethh = (struct ethhdr *)p;
printf("h_dest:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x \n", MAC_ARG(ethh->h_dest));
printf("h_source:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x \n", MAC_ARG(ethh->h_source));
printf("h_proto:%04x\n",ntohs(ethh->h_proto));
注意，數據包中的數據是網絡字節序，如果要提取數據一定要注意字節序問題
ethh->h_proto 是short類型，占2個字節，所以存儲到本地需要使用函數ntohs
其中：
n：network 網絡字節序
h：host 主機字節序
s：short 2個字節
l：long 4個字節
ntohl() ：4字節網絡字節序數據轉換成主機字節序
htons() ：2字節主機字節序數據轉換成網絡字節序
ntohs() ：2字節網絡字節序數據轉換成主機字節序
htonl() ：4字節主機字節序數據轉換成網絡字節序
當執行下面這條語句時，
ethh = (struct ethhdr *)p;
結構體指針變量eth的成員對應關系如下：
最終打印結果如下：
四、解析ip頭
解析ip頭思路很簡單，
就是從pkt頭開始偏移過以太頭長度(14字節)就可以找到IP頭，
解析代碼如下：
#define IP_ARG(p) p[0],p[1],p[2],p[3]
/*
解析IP頭
*/
if(ntohs(ethh->h_proto) == 0x0800)
{
iph = (struct iphdr *)(p + sizeof(struct ethhdr));
q = (unsigned char *)&(iph->saddr);
printf("src ip:%d.%d.%d.%d\n",IP_ARG(q));
q = (unsigned char *)&(iph->daddr);
printf("dest ip:%d.%d.%d.%d\n",IP_ARG(q));
}
最終解析結果如下：
可以看到我們正確解析出了IP地址，
結果與抓包工具分析出的數據保持了一致。
其中protocol字段表示了ip協議后面的額協議類型，常見的值如下：
| 數值 | 描述 |
|---|---|
| 0 | 保留字段，用於IPv6(跳躍點到跳躍點選項) |
| 1 | Internet控制消息 (ICMP) |
| 2 | Internet組管理 (IGMP) |
| 3 | 網關到網關 (GGP) |
| 4 | 1P中的IP(封裝) |
| 6 | 傳輸控制 (TCP) |
| 7 | CBT |
| 8 | 外部網關協議 (EGP) |
| 9 | 任何私有內部網關(Cisco在它的IGRP實現中使用) (IGP) |
| 10 | BBNRCC監視 |
| 11 | 網絡語音協議 |
| 12 | PUP |
| 13 | ARGUS |
| 14 | EMCON |
| 15 | 網絡診斷工具 |
| 16 | 混亂(Chaos) |
| 17 | 用戶數據報文 (UDP) |
| 41 | 1Pv6 |
| 58 | 1Pv6的ICMP |
| 59 | 1Pv6的無下一個報頭 |
| 60 | IPv6的信宿選項 |
| 89 | OSPF IGP |
| 92 | 多播傳輸協議 |
| 94 | IP內部的IP封裝協議 |
| 95 | 可移動網絡互連控制協議 |
| 96 | 旗語通訊安全協議 |
| 97 | IP中的以太封裝 |
| 98 | 封裝報頭 |
| 100 | GMTP |
| 101 | Ipsilon流量管理協議 |
| 133～254 | 未分配 |
| 255 | 保留 |
五、解析tcp頭
查找tcp頭思路很，
就是從pkt頭開始偏移過以太頭長度(14字節)、和IP頭長度（20字節）就可以找到tcp頭，
switch(iph->protocol)
{
case 0x1:
//icmp
break;
case 0x6:
//tcp
tcph = (struct tcphdr *)(p + sizeof(struct ethhdr) + sizeof(struct iphdr));
printf("source:%d dest:%d \n",ntohs(tcph->source),ntohs(tcph->dest);
break;
case 0x11:
//udp
break;
}
結構體與內存對應關系
打印結果如下：
六、學會用不同格式打印這塊內存
在實際項目中，可能我們解析的並不是標准的TCP/IP協議數據包，
可能是我們自己的定義的協議數據包，
只要掌握了上述方法，
所有的協議分析都能夠手到擒來！
有時候我們還需要打印對方發送過來的數據幀內容，
往往我們會以16進制形式將所有數據打印出來，
這樣是最有利於我們分析數據內容的。
1. 按字節打印
代碼如下：
for(i=0;i<400;i++)
{
printf("%02x ",pkt[i]);
if(i%20 == 19)
{
printf("\n");
}
}
2. 按short類型分析一段內存
我們接收數據時，雖然使用一個unsigned char型數組，
但是有時候對方發送過來的數據可能是2個字節的數組，
那我們只需要用short類型的指針，指向內存的頭，
然后就可以通過該指針訪問到對方發送的數據，
這個時候一定要注意字節序問題，
不同場景可能不一樣，所以一定要具體問題具體分析，
本例因為是網絡字節序數據轉換成主機字節序，
所以需要轉換字節序。
//轉變short型字節序
void indian_reverse(unsigned short arr[],int num)
{
int i;
unsigned short temp;
for(i=0;i<num;i++)
{
temp = 0;
temp = (arr[i]&0xff00)>>8;
temp |= (arr[i]&0xff)<<8;
arr[i] = temp;
}
}
main()
{
unsigned short spkt[200];
………………
memcpy(spkt,pkt,sizeof(pkt));
indian_reverse(spkt,ARRAY_SIZE(spkt));
for(i=0;i<200;i++)
{
printf("%04x ",spkt[i]);
if(i%10 == 9)
{
printf("\n");
}
}
………………
}
結果如下：
完整代碼請關注公眾號：一口Linux，回復：數據包解析