VC++基于winpcap实现数据包分析

winpcap(windows packet capture)是windows平台下一个免费，公共的网络访问系统。开发winpcap这个项目的目的在于为win32应用程序提供访问网络底层的能力。
WinPcap是用于网络封包抓取的一套工具，可适用于32位的操作平台上解析网络封包，包含了核心的封包过滤，一个底层动态链接库，和一个高层系统函数库，及可用来直接存取封包的应用程序界面。
　　Winpcap是一个免费公开的软件系统。它用于windows系统下的直接的网络编程。
　　大多数网络应用程序访问网络是通过广泛使用的套接字。这种方法很容易实现网络数据传输，因为操作系统负责底层的细节（比如协议栈，数据流组装等）以及提供了类似于文件读写的函数接口。
　　但是有时，简单的方法是不够的。因为一些应用程序需要一个底层环境去直接操纵网络通信。因此需要一个不需要协议栈支持的原始的访问网络的方法。 
　　Winpcap提供了一个强大的编程接口，它很容易地在各个操作系统之间进行移植，也很方便程序员进行开发。
　　什么样的程序需要使用Winpcap
　　很多不同的工具软件使用Winpcap于网络分析，故障排除，网络安全监控等方面。Winpcap特别适用于下面这几个经典领域：
　　1、网络及协议分析
　　2、网络监控
　　3、通信日志记录
　　4、traffic generators
　　5、用户级别的桥路和路由
　　6、网络入侵检测系统（NIDS）
　　7、网络扫描
　　8、安全工具
　　Winpcap有些方面不能做。它不依靠主机的诸如TCP/IP协议去收发数据包。这意味着它不能阻塞，不能处理同一台主机中各程序之间的通信数据。它只能“嗅探”到物理线路上的数据报。因此它不适用于traffic shapers，QoS调度，以及个人防火墙。
　　Winpcap内部结构
　　Winpcap是一个Win32平台下用于抓包和分析的系统。包括一个内核级别的packet filter，一个底层的DLL(packet.dll)和一个高级的独立于系统的DLL（Wpcap.dll）
　winpcap的主要功能在于独立于主机协议（如TCP-IP)而发送和接收原始数据包。也就是说，winpcap不能阻塞，过滤或控制其他应用程序数据包的发收，它仅仅只是监听共享网络上传送的数据包。因此，它不能用于QoS调度程序或个人防火墙。目前，winpcap开发的主要对象是windows NT/2000/XP，这主要是因为在使用winpcap的用户中只有一小部分是仅使用windows 95/98/Me，并且MS也已经放弃了对win9x的开发。因此本文相关的程序T-ARP也是面向NT/2000/XP用户的。其实winpcap中的面向9x系统的概念和NT系统的非常相似，只是在某些实现上有点差异，比如说9x只支持ANSI编码，而NT系统则提倡使用Unicode编码。有个软件叫sniffer pro.可以作网管软件用，有很多功能，可监视网络运行情况，每台网内机器的数据流量,实时反映每台机器所访问IP以及它们之间的数据流通情况，可以抓包，可对过滤器进行设置,以便只抓取想要的包，比如POP3包,smtp包，ftp包等，并可从中找到邮箱用户名和密码,还有ftp用户名和密码。它还可以在使用交换机的网络上监听，不过要在交换机上装它的一个软件。还有一个简单的监听软件叫Passwordsniffer，可截获邮箱用户名和密码，还有ftp用户名和密码，它只能用在HUB网络上。著名软件tcpdump及ids snort都是基于libpcap编写的，此外Nmap扫描器也是基于libpcap来捕获目标主机返回的数据包的。
　　winpcap提供给用户两个不同级别的编程接口：一个基于libpcap的wpcap.dll，另一个是较底层的packet.dll。对于一般的要与unix平台上libpcap兼容的开发来说，使用wpcap.dll是当然的选择。

#include "pcap.h"   /*  -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------  WinPcap头文件 ;  以下是以太网协议格式的定义  -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------   */   struct ether_header   {       u_int8_t ether_dhost[6];       /* 目的以太网地址 */       u_int8_t ether_shost[6];       /* 源以太网地址 */       u_int16_t ether_type;       /* 以太网类型 */   };   /*  -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------  下面是ARP协议格式的定义  -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------   */   struct arp_header   {       u_int16_t arp_hardware_type;       /* 硬件类型 */       u_int16_t arp_protocol_type;       /* 协议类型 */       u_int8_t arp_hardware_length;       /* 硬件地址长度 */       u_int8_t arp_protocol_length;       /* 协议地址长度 */       u_int16_t arp_operation_code;       /* 操作码 */       u_int8_t arp_source_ethernet_address[6];       /* 源以太网地址 */       u_int8_t arp_source_ip_address[4];       /* 源IP地址 */       u_int8_t arp_destination_ethernet_address[6];       /* 目的以太网地址 */       u_int8_t arp_destination_ip_address[4];       /* 目的IP地址 */   };   /*  -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------  下面是IP协议格式的定义  -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------   */   struct ip_header   {       #if defined(WORDS_BIGENDIAN)           u_int8_t ip_version: 4,           /* 版本 */           ip_header_length: 4;           /* 首部长度 */       #else           u_int8_t ip_header_length: 4, ip_version: 4;       #endif       u_int8_t ip_tos;       /* 服务质量 */       u_int16_t ip_length;       /* 长度 */       u_int16_t ip_id;       /* 标识 */       u_int16_t ip_off;       /* 偏移 */       u_int8_t ip_ttl;       /* 生存时间 */       u_int8_t ip_protocol;       /* 协议类型 */       u_int16_t ip_checksum;       /* 校验和 */       struct in_addr ip_souce_address;       /* 源IP地址 */       struct in_addr ip_destination_address;       /* 目的IP地址 */   };   /*  -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------  下面是UDP协议格式定义  -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------   */   struct udp_header   {       u_int16_t udp_source_port;       /* 源端口号 */       u_int16_t udp_destination_port;       /* 目的端口号 */       u_int16_t udp_length;       /* 长度 */       u_int16_t udp_checksum;       /* 校验和 */   };   /*  -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------  下面是TCP协议格式的定义  -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------   */   struct tcp_header   {       u_int16_t tcp_source_port;       /* 源端口号 */       u_int16_t tcp_destination_port;       /* 目的端口号 */       u_int32_t tcp_sequence_lliiuuwweennttaaoo;       /* 序列号 */       u_int32_t tcp_acknowledgement;       /* 确认序列号 */       #ifdef WORDS_BIGENDIAN           u_int8_t tcp_offset: 4,           /* 偏移 */           tcp_reserved: 4;           /* 未用 */       #else           u_int8_t tcp_reserved: 4,           /* 未用 */           tcp_offset: 4;           /* 偏移 */       #endif       u_int8_t tcp_flags;       /* 标记 */       u_int16_t tcp_windows;       /* 窗口大小 */       u_int16_t tcp_checksum;       /* 校验和 */       u_int16_t tcp_urgent_pointer;       /* 紧急指针 */   };   /*  -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------  下面是ICMP协议格式的定义  -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------   */   struct icmp_header   {       u_int8_t icmp_type;       /* ICMP类型 */       u_int8_t icmp_code;       /* ICMP代码 */       u_int16_t icmp_checksum;       /* 校验和 */       u_int16_t icmp_id;       /* 标识符 */       u_int16_t icmp_sequence;       /* 序列码 */   };   /*  =======================================================================================================================  下面是分析TCP协议的函数,其定义方式与回调函数相同  =======================================================================================================================   */   void tcp_protocol_packet_callback(u_char *argument, const struct pcap_pkthdr *packet_header, const u_char *packet_content)   {       struct tcp_header *tcp_protocol;       /* TCP协议变量 */       u_char flags;       /* 标记 */       int header_length;       /* 长度 */       u_short source_port;       /* 源端口 */       u_short destination_port;       /* 目的端口 */       u_short windows;       /* 窗口大小 */       u_short urgent_pointer;       /* 紧急指针 */       u_int sequence;       /* 序列号 */       u_int acknowledgement;       /* 确认号 */       u_int16_t checksum;       /* 校验和 */       tcp_protocol = (struct tcp_header*)(packet_content + 14+20);       /* 获得TCP协议内容 */       source_port = ntohs(tcp_protocol->tcp_source_port);       /* 获得源端口 */       destination_port = ntohs(tcp_protocol->tcp_destination_port);       /* 获得目的端口 */       header_length = tcp_protocol->tcp_offset *4;       /* 长度 */       sequence = ntohl(tcp_protocol->tcp_sequence_lliiuuwweennttaaoo);       /* 序列码 */       acknowledgement = ntohl(tcp_protocol->tcp_acknowledgement);       /* 确认序列码 */       windows = ntohs(tcp_protocol->tcp_windows);       /* 窗口大小 */       urgent_pointer = ntohs(tcp_protocol->tcp_urgent_pointer);       /* 紧急指针 */       flags = tcp_protocol->tcp_flags;       /* 标识 */       checksum = ntohs(tcp_protocol->tcp_checksum);       /* 校验和 */       printf("-------  TCP协议   -------\n");       printf("源端口号:%d\n", source_port);       printf("目的端口号:%d\n", destination_port);       switch (destination_port)       {           case 80:               printf("上层协议为HTTP协议\n");               break;           case 21:               printf("上层协议为FTP协议\n");               break;           case 23:               printf("上层协议为TELNET协议\n");               break;           case 25:               printf("上层协议为SMTP协议\n");               break;           case 110:               printf("上层协议POP3协议\n");               break;           default:               break;       }       printf("序列码:%u\n", sequence);       printf("确认号:%u\n", acknowledgement);       printf("首部长度:%d\n", header_length);       printf("保留:%d\n", tcp_protocol->tcp_reserved);       printf("标记:");       if (flags &0x08)           printf("PSH ");       if (flags &0x10)           printf("ACK ");       if (flags &0x02)           printf("SYN ");       if (flags &0x20)           printf("URG ");       if (flags &0x01)           printf("FIN ");       if (flags &0x04)           printf("RST ");       printf("\n");       printf("窗口大小:%d\n", windows);       printf("校验和:%d\n", checksum);       printf("紧急指针:%d\n", urgent_pointer);   }   /*  =======================================================================================================================  下面是实现UDP协议分析的函数，函数类型与回调函数相同  =======================================================================================================================   */   void udp_protocol_packet_callback(u_char *argument, const struct pcap_pkthdr *packet_header, const u_char *packet_content)   {       struct udp_header *udp_protocol;       /* UDP协议变量 */       u_short source_port;       /* 源端口 */       u_short destination_port;       /* 目的端口号 */       u_short length;       udp_protocol = (struct udp_header*)(packet_content + 14+20);       /* 获得UDP协议内容 */       source_port = ntohs(udp_protocol->udp_source_port);       /* 获得源端口 */       destination_port = ntohs(udp_protocol->udp_destination_port);       /* 获得目的端口 */       length = ntohs(udp_protocol->udp_length);       /* 获得长度 */       printf("----------  UDP协议    ----------\n");       printf("源端口号:%d\n", source_port);       printf("目的端口号:%d\n", destination_port);       switch (destination_port)       {           case 138:               printf("上层协议为NETBIOS数据报服务\n");               break;           case 137:               printf("上层协议为NETBIOS名字服务\n");               break;           case 139:               printf("上层协议为NETBIOS会话服务n");               break;           case 53:               printf("上层协议为域名服务\n");               break;           default:               break;       }       printf("长度:%d\n", length);       printf("校验和:%d\n", ntohs(udp_protocol->udp_checksum));   }   /*  =======================================================================================================================  下面是实现分析ICMP协议的函数，函数类型与回调函数相同  =======================================================================================================================   */   void icmp_protocol_packet_callback(u_char *argument, const struct pcap_pkthdr *packet_header, const u_char *packet_content)   {       struct icmp_header *icmp_protocol;       /* ICMP协议变量 */       icmp_protocol = (struct icmp_header*)(packet_content + 14+20);       /* 获得ICMP协议内容 */       printf("----------  ICMP协议    ----------\n");       printf("ICMP类型:%d\n", icmp_protocol->icmp_type);       /* 获得ICMP类型 */       switch (icmp_protocol->icmp_type)       {           case 8:               printf("ICMP回显请求协议\n");               printf("ICMP代码:%d\n", icmp_protocol->icmp_code);               printf("标识符:%d\n", icmp_protocol->icmp_id);               printf("序列码:%d\n", icmp_protocol->icmp_sequence);               break;           case 0:               printf("ICMP回显应答协议\n");               printf("ICMP代码:%d\n", icmp_protocol->icmp_code);               printf("标识符:%d\n", icmp_protocol->icmp_id);               printf("序列码:%d\n", icmp_protocol->icmp_sequence);               break;           default:               break;       }       printf("ICMP校验和:%d\n", ntohs(icmp_protocol->icmp_checksum));       /* 获得ICMP校验和 */       return ;   }   /*  =======================================================================================================================  下面是实现ARP协议分析的函数，函数类型与回调函数相同  =======================================================================================================================   */   void arp_protocol_packet_callback(u_char *argument, const struct pcap_pkthdr *packet_header, const u_char *packet_content)   {       struct arp_header *arp_protocol;       u_short protocol_type;       u_short hardware_type;       u_short operation_code;       u_char *mac_string;       struct in_addr source_ip_address;       struct in_addr destination_ip_address;       u_char hardware_length;       u_char protocol_length;       printf("--------   ARP协议    --------\n");       arp_protocol = (struct arp_header*)(packet_content + 14);       hardware_type = ntohs(arp_protocol->arp_hardware_type);       protocol_type = ntohs(arp_protocol->arp_protocol_type);       operation_code = ntohs(arp_protocol->arp_operation_code);       hardware_length = arp_protocol->arp_hardware_length;       protocol_length = arp_protocol->arp_protocol_length;       printf("硬件类型:%d\n", hardware_type);       printf("协议类型 Protocol Type:%d\n", protocol_type);       printf("硬件地址长度:%d\n", hardware_length);       printf("协议地址长度:%d\n", protocol_length);       printf("ARP Operation:%d\n", operation_code);       switch (operation_code)       {           case 1:               printf("ARP请求协议\n");               break;           case 2:               printf("ARP应答协议\n");               break;           case 3:               printf("RARP请求协议\n");               break;           case 4:               printf("RARP应答协议\n");               break;           default:               break;       }       printf("源以太网地址: \n");       mac_string = arp_protocol->arp_source_ethernet_address;       printf("%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x\n", *mac_string, *(mac_string + 1), *(mac_string + 2), *(mac_string + 3), *(mac_string + 4), *(mac_string + 5));       memcpy((void*) &source_ip_address, (void*) &arp_protocol->arp_source_ip_address, sizeof(struct in_addr));       printf("源IP地址:%s\n", inet_ntoa(source_ip_address));       printf("目的以太网地址: \n");       mac_string = arp_protocol->arp_destination_ethernet_address;       printf("%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x\n", *mac_string, *(mac_string + 1), *(mac_string + 2), *(mac_string + 3), *(mac_string + 4), *(mac_string + 5));       memcpy((void*) &destination_ip_address, (void*) &arp_protocol->arp_destination_ip_address, sizeof(struct in_addr));       printf("目的IP地址:%s\n", inet_ntoa(destination_ip_address));   }   /*  =======================================================================================================================  下面是实现IP协议分析的函数，其函数类型与回调函数相同  =======================================================================================================================   */   void ip_protocol_packet_callback(u_char *argument, const struct pcap_pkthdr *packet_header, const u_char *packet_content)   {       struct ip_header *ip_protocol;       /* IP协议变量 */       u_int header_length;       /* 长度 */       u_int offset;       /* 偏移 */       u_char tos;       /* 服务质量 */       u_int16_t checksum;       /* 校验和 */       ip_protocol = (struct ip_header*)(packet_content + 14);       /* 获得IP协议内容 */       checksum = ntohs(ip_protocol->ip_checksum);       /* 获得校验和 */       header_length = ip_protocol->ip_header_length *4;       /* 获得长度 */       tos = ip_protocol->ip_tos;       /* 获得服务质量 */       offset = ntohs(ip_protocol->ip_off);       /* 获得偏移 */       printf("----------- IP协议    -----------\n");       printf("版本号:%d\n", ip_protocol->ip_version);       printf("首部长度:%d\n", header_length);       printf("服务质量:%d\n", tos);       printf("总长度:%d\n", ntohs(ip_protocol->ip_length));       printf("标识:%d\n", ntohs(ip_protocol->ip_id));       printf("偏移:%d\n", (offset &0x1fff) *8);       printf("生存时间:%d\n", ip_protocol->ip_ttl);       printf("协议类型:%d\n", ip_protocol->ip_protocol);       switch (ip_protocol->ip_protocol)       {           case 6:               printf("上层协议为TCP协议\n");               break;           case 17:               printf("上层协议为UDP协议\n");               break;           case 1:               printf("上层协议为ICMP协议ICMP\n");               break;           default:               break;       }       printf("校验和:%d\n", checksum);       printf("源IP地址:%s\n", inet_ntoa(ip_protocol->ip_souce_address));       /* 获得源IP地址 */       printf("目的IP地址:%s\n", inet_ntoa(ip_protocol->ip_destination_address));       /* 获得目的IP地址 */       switch (ip_protocol->ip_protocol) /* 根据IP协议判断上层协议 */       {           case 6:               tcp_protocol_packet_callback(argument, packet_header, packet_content);               break;               /* 上层协议是TCP协议，调用分析TCP协议的函数，注意参数的传递 */           case 17:               udp_protocol_packet_callback(argument, packet_header, packet_content);               break;               /* 上层协议是UDP协议，调用分析UDP协议的函数，注意参数的传递 */           case 1:               icmp_protocol_packet_callback(argument, packet_header, packet_content);               break;               /* 上层协议是ICMP协议，调用分析ICMP协议的函数，注意参数的传递 */           default:               break;       }   }   /*  =======================================================================================================================  下面是分析以太网协议的函数，也是回调函数  =======================================================================================================================   */   void ethernet_protocol_packet_callback(u_char *argument, const struct pcap_pkthdr *packet_header, const u_char *packet_content)   {       u_short ethernet_type;       /* 以太网类型 */       struct ether_header *ethernet_protocol;       /* 以太网协议变量 */       u_char *mac_string;       /* 以太网地址 */       static int packet_number = 1;       /* 数据包个数，静态变量 */       printf("**************************************************\n");       printf("捕获第%d个网络数据包\n", packet_number);       printf("捕获时间:\n");       printf("%s", ctime((const time_t*) &packet_header->ts.tv_sec));       /* 获得捕获数据包的时间 */       printf("数据包长度:\n");       printf("%d\n", packet_header->len);       printf("--------   以太网协议    --------\n");       ethernet_protocol = (struct ether_header*)packet_content;       /* 获得以太网协议内容 */       printf("类型:\n");       ethernet_type = ntohs(ethernet_protocol->ether_type);       /* 获得以太网类型 */       printf("%04x\n", ethernet_type);       switch (ethernet_type) /* 根据以太网类型判断 */       {           case 0x0800:               printf("上层协议为IP协议\n");               break;           case 0x0806:               printf("上层协议为ARP协议\n");               break;           case 0x8035:               printf("上层协议为RARP协议\n");               break;           default:               break;       }       printf("源以太网地址: \n");       mac_string = ethernet_protocol->ether_shost;       printf("%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x\n", *mac_string, *(mac_string + 1), *(mac_string + 2), *(mac_string + 3), *(mac_string + 4), *(mac_string + 5));       /* 获得源以太网地址 */       printf("目的以太网地址: \n");       mac_string = ethernet_protocol->ether_dhost;       printf("%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x\n", *mac_string, *(mac_string + 1), *(mac_string + 2), *(mac_string + 3), *(mac_string + 4), *(mac_string + 5));       /* 获得目的以太网地址 */       switch (ethernet_type)       {           case 0x0806:               arp_protocol_packet_callback(argument, packet_header, packet_content);               break;               /* 上层协议为ARP协议，调用分析ARP协议的函数，注意参数的传递 */           case 0x0800:               ip_protocol_packet_callback(argument, packet_header, packet_content);               break;               /* 上层协议为IP协议，调用分析IP协议的函数，注意参数的传递 */           default:               break;       }       printf("**************************************************\n");       packet_number++;   }   /*  =======================================================================================================================  主函数  =======================================================================================================================   */   void main()   {       pcap_t *pcap_handle;       /* Winpcap句柄 */       char error_content[PCAP_ERRBUF_SIZE];       /* 存储错误信息 */       char *net_interface;       /* 网络接口 */       struct bpf_program bpf_filter;       /* BPF过滤规则 */       char bpf_filter_string[] = "";       /* 过滤规则字符串 */       bpf_u_int32 net_mask;       /* 掩码 */       bpf_u_int32 net_ip;       /* 网路地址 */       net_interface = pcap_lookupdev(error_content);       /* 获得可用的网络接口 */       pcap_lookupnet(net_interface, &net_ip, &net_mask, error_content);       /* 获得网络地址和掩码地址 */       pcap_handle = pcap_open_live(net_interface, BUFSIZ, 1, 1, error_content);       /* 打开网路接口 */       pcap_compile(pcap_handle, &bpf_filter, bpf_filter_string, 0, net_ip);       /* 编译BPF过滤规则 */       pcap_setfilter(pcap_handle, &bpf_filter);       /* 设置过滤规则 */       if (pcap_datalink(pcap_handle) != DLT_EN10MB)           return ;       pcap_loop(pcap_handle,  - 1, ethernet_protocol_packet_callback, NULL);       /* 注册回调函数，循环捕获网络数据包，利用回调函数来处理每个数据包 */       pcap_close(pcap_handle);       /* 关闭Winpcap操作 */   }