C语言解析pcap数据包格式_struct pcap

通过tcpdump命令或者wireshark抓取数据包。

如下图所示：

pcap文件格式： 24字节pcap文件头+（16字节pcap数据包头+数据包）*n

解析源码如下：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<netinet/in.h>
#include<time.h>
 
#define BUFSIZE 10240
#define STRSIZE 1024
#define FILE_NAME "test.pcap"
 
typedef int32_t bpf_int32;
typedef u_int32_t bpf_u_int32;
typedef u_int16_t  u_short;
typedef u_int32_t u_int32;
typedef u_int16_t u_int16;
typedef u_int8_t u_int8;
 
//pacp文件头结构体
 
struct pcap_file_header
{
    bpf_u_int32 magic;       /* 0xa1b2c3d4 */
    u_short version_major;   /* magjor Version 2 */
    u_short version_minor;   /* magjor Version 4 */
    bpf_int32 thiszone;      /* gmt to local correction */
    bpf_u_int32 sigfigs;     /* accuracy of timestamps */
    bpf_u_int32 snaplen;     /* max length saved portion of each pkt */
    bpf_u_int32 linktype;    /* data link type (LINKTYPE_*) */
};
 
//时间戳
struct time_val
{
    int tv_sec;         /* seconds 含义同 time_t 对象的值 */
    int tv_usec;        /* and microseconds */
};
 
//pcap数据包头结构体
struct pcap_pkthdr
{
    struct time_val ts;  /* time stamp */
    bpf_u_int32 caplen; /* length of portion present */
    bpf_u_int32 len;    /* length this packet (off wire) */
};
 
//数据帧头
typedef struct FramHeader_t
{ //Pcap捕获的数据帧头
    u_int8 DstMAC[6]; //目的MAC地址
    u_int8 SrcMAC[6]; //源MAC地址
    u_short FrameType;    //帧类型
} FramHeader_t;
 
//IP数据报头
typedef struct IPHeader_t
{ //IP数据报头
    u_int8 Ver_HLen;       //版本+报头长度
    u_int8 TOS;            //服务类型
    u_int16 TotalLen;       //总长度
    u_int16 ID; //标识
    u_int16 Flag_Segment;   //标志+片偏移
    u_int8 TTL;            //生存周期
    u_int8 Protocol;       //协议类型
    u_int16 Checksum;       //头部校验和
    u_int32 SrcIP; //源IP地址
    u_int32 DstIP; //目的IP地址
} IPHeader_t;
 
//TCP数据报头
typedef struct TCPHeader_t
{ //TCP数据报头
    u_int16 SrcPort; //源端口
    u_int16 DstPort; //目的端口
    u_int32 SeqNO; //序号
    u_int32 AckNO; //确认号
    u_int8 HeaderLen; //数据报头的长度(4 bit) + 保留(4 bit)
    u_int8 Flags; //标识TCP不同的控制消息
    u_int16 Window; //窗口大小
    u_int16 Checksum; //校验和
    u_int16 UrgentPointer;  //紧急指针
}TCPHeader_t;
 
 
void match_http(FILE *fp, char *head_str, char *tail_str, char *buf, int total_len); //查找 http 信息函数
 
int main()
{
    struct pcap_file_header *file_header;
    struct pcap_pkthdr *ptk_header;
    FramHeader_t *mac_header;
    IPHeader_t *ip_header;
    TCPHeader_t *tcp_header;
 
    FILE *fp, *output;
    int   pkt_offset, i = 0;
    int ip_len, http_len, ip_proto;
 
    int src_port, dst_port, tcp_flags;
 
    char buf[BUFSIZE], my_time[STRSIZE];
    char src_ip[STRSIZE], dst_ip[STRSIZE];
    char  host[STRSIZE], uri[BUFSIZE];
 
    //初始化
    //file_header = (struct pcap_file_header *)malloc(sizeof(struct pcap_file_header));
    ptk_header = (struct pcap_pkthdr *)malloc(sizeof(struct pcap_pkthdr));
    mac_header = (FramHeader_t *)malloc(sizeof(FramHeader_t));
    ip_header = (IPHeader_t *)malloc(sizeof(IPHeader_t));
    tcp_header = (TCPHeader_t *)malloc(sizeof(TCPHeader_t));
 
    /*memset(buf, 0, sizeof(buf));*/
 
    //
    if ((fp = fopen(FILE_NAME, "r")) == NULL)
    {
        printf("error: can not open pcap file\n");
        exit(0);
    }
 
    /*if ((output = fopen("output.txt", "w+")) == NULL)
    {
        printf("error: can not open output file\n");
        exit(0);
    }*/
 
    //开始读数据包
    pkt_offset = 24; //pcap文件头结构 24个字节
 
    while (fseek(fp, pkt_offset, SEEK_SET) == 0) //遍历数据包
    {
        i++;
        //pcap_pkt_header 16 byte
        memset(ptk_header, 0, sizeof(struct pcap_pkthdr));
        if (fread(ptk_header, 16, 1, fp) != 1) //读pcap数据包头结构
        {
            printf("\nread end of pcap file\n");
            break;
        }
 
        pkt_offset += 16 + ptk_header->caplen;   //下一个数据包的偏移值
 
        //读取pcap包时间戳，转换成标准格式时间
        struct tm *timeinfo;
        time_t t = (time_t)(ptk_header->ts.tv_sec);
        timeinfo = localtime(&t);
 
        strftime(my_time, sizeof(my_time), "%Y-%m-%d %H:%M:%S", timeinfo); //获取时间
        //printf("%s\n", my_time);
 
        //数据帧头 14字节
        fseek(fp, 14, SEEK_CUR); //忽略数据帧头
 
        //IP数据报头 20字节
        memset(ip_header, 0, sizeof(IPHeader_t));
        if (fread(ip_header, sizeof(IPHeader_t), 1, fp) != 1)
        {
            printf("%d: can not read ip_header\n", i);
            break;
        }
 
        inet_ntop(AF_INET, (void *)&(ip_header->SrcIP), src_ip, 16);
 
        inet_ntop(AF_INET, (void *)&(ip_header->DstIP), dst_ip, 16);
 
        ip_proto = ip_header->Protocol;
 
        printf("time:%s, src_ip:%s, dst_ip:%s, ip protocol:%d\n",my_time, src_ip, dst_ip, ip_proto);
        ip_len = ip_header->TotalLen; //IP数据报总长度
 
        /*
        if (ip_proto != 6) //判断是否是 TCP 协议
        {
            continue;
        }
        
        //TCP头 20字节
        if (fread(tcp_header, sizeof(TCPHeader_t), 1, fp) != 1)
        {
            printf("%d: can not read ip_header\n", i);
            break;
        }
        printf("AAA\n");
        src_port = ntohs(tcp_header->SrcPort);
        dst_port = ntohs(tcp_header->DstPort);
        tcp_flags = tcp_header->Flags;
        // printf("%d:  src=%x\n", i, tcp_flags);
        //if (tcp_flags == 0×18) // (PSH, ACK) 3路握手成功后
        //{
        //    if (dst_port == 80) // HTTP GET请求
        //    {
        //        http_len = ip_len – 40; //http 报文长度
        //        match_http(fp, "Host: ", "\r\n", host, http_len); //查找 host 值
        //        match_http(fp, "GET ", "HTTP", uri, http_len); //查找 uri 值
        //        sprintf(buf, "%d:  %s  src = %s : %d  dst = %s : %d  %s%s\r\n", i, my_time, src_ip, src_port, dst_ip, dst_port, host, uri);
        //        //printf("%s", buf);
        //        if (fwrite(buf, strlen(buf), 1, output) != 1)
        //        {
        //            printf("output file can not write");
        //            break;
        //        }
        //    }
        //}
        */
    } // end while
 
    fclose(fp);
 
    //fclose(output);
 
    //free(file_header);
    free(ptk_header);
    free(ip_header);
    free(tcp_header);
    return 0;
 
}
 
//查找 HTTP 信息
 
void match_http(FILE *fp, char *head_str, char *tail_str, char *buf, int total_len)
{
    int i;
    int http_offset;
    int head_len, tail_len, val_len;
    char head_tmp[STRSIZE], tail_tmp[STRSIZE];
    //初始化
    memset(head_tmp, 0, sizeof(head_tmp));
    memset(tail_tmp, 0, sizeof(tail_tmp));
    head_len = strlen(head_str);
    tail_len = strlen(tail_str);
    //查找 head_str
 
    http_offset = ftell(fp); //记录下HTTP报文初始文件偏移
    while ((head_tmp[0] = fgetc(fp)) != EOF) //逐个字节遍历
    {
        if ((ftell(fp) - http_offset) > total_len)//遍历完成
        {
            sprintf(buf, "can not find %s \r\n", head_str);
            exit(0);
        }
        if (head_tmp[0] == *head_str) //匹配到第一个字符
        {
            for (i = 1; i<head_len; i++) //匹配 head_str 的其他字符
            {
                head_tmp[i] = fgetc(fp);
                if (head_tmp[i] != *(head_str + i))
                    break;
            }
            if (i == head_len) //匹配 head_str 成功，停止遍历
                break;
        }
    }
    // printf("head_tmp=%s \n", head_tmp);
 
    //查找 tail_str
    val_len = 0;
    while ((tail_tmp[0] = fgetc(fp)) != EOF) //遍历
    {
        if ((ftell(fp) - http_offset) > total_len) //遍历完成
        {
            sprintf(buf, "can not find %s \r\n", tail_str);
            exit(0);
        }
        buf[val_len++] = tail_tmp[0]; //用buf 存储 value 直到查找到 tail_str
        if (tail_tmp[0] == *tail_str) //匹配到第一个字符
        {
            for (i = 1; i<tail_len; i++) //匹配 head_str 的其他字符
            {
                tail_tmp[i] = fgetc(fp);
                if (tail_tmp[i] != *(tail_str + i))
                    break;
            }
 
            if (i == tail_len) //匹配 head_str 成功，停止遍历
            {
                buf[val_len - 1] = 0; //清除多余的一个字符
                break;
            }
        }
    }
 
    // printf("val=%s\n", buf);
 
    fseek(fp, http_offset, SEEK_SET); //将文件指针 回到初始偏移
}

编译执行之后：

完！

总结：以上代码主要是读取pcap包，获取到网络层的数据，再继续做下去就要根据具体四层协议进行解析。

参考：

https://www.cnblogs.com/wocgcow/p/8473736.html