一文教你用C代码解析一段网络数据包

2021-08-10 16:17

一口Linux

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本文的目的是通过随机截取的一段网络数据包,然后根据协议类型来解析出这段内存。

学习本文需要掌握的基础知识:

网络协议C语言Linux操作抓包工具的使用

其中抓包工具的安装和使用见下文:

《一文包你学会网络数据抓包》

视频教学链接如下:

《教你如何抓取网络中的数据包!黑客必备技能》

一、截取一个网络数据包

通过抓包工具,随机抓取一个tcp数据包

科莱抓包工具解析出的数据包信息如下:

数据包的内存信息:

数据信息可以直接拷贝出来:

二、用到的结构体

下面,一口君就手把手教大家如何解析出这些数据包的信息。

我们可以从Linux内核中找到协议头的定义

以太头:driversstagingtl8188euincludeif_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头 includeuapilinuxip．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头

includeuapilinux cp．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

因为协议头长度都是按照标准协议来定义的,

所以以太长度是14,IP头长度是20,tcp头长度是20,

各个协议头对应的内存空间如下:

三、解析以太头 #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 ", MAC_ARG(ethh->h_dest));
printf("h_source:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x ", MAC_ARG(ethh->h_source));
printf("h_proto:%04x",ntohs(ethh->h_proto));

注意,数据包中的数据是网络字节序,如果要提取数据一定要注意字节序问题ethh->h_proto 是short类型,占2个字节,所以存储到本地需要使用函数ntohs其中:n:network 网络字节序h:host 主机字节序s:short 2个字节l:long 4个字节ntohl() :4字节网络字节序数据转换成主机字节序htons() :2字节主机字节序数据转换成网络字节序ntohs() :2字节网络字节序数据转换成主机字节序htonl() :4字节主机字节序数据转换成网络字节序

当执行下面这条语句时,

ethh = (struct ethhdr *)p;

结构体指针变量eth的成员对应关系如下:

最终打印结果如下:

四、解析ip头

解析ip头思路很简单,

就是从pkt头开始偏移过以太头长度(14字节)就可以找到IP头,

解析代码如下:

#define IP_ARG(p) p[0],p[1],p[2],p[3]

解析IP头

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",IP_ARG(q));
q = (unsigned char *)&(iph->daddr);
printf("dest ip:%d．%d．%d．%d",IP_ARG(q));
}

Iiph

最终解析结果如下:

可以看到我们正确解析出了IP地址,结果与抓包工具分析出的数据保持了一致。

其中protocol字段表示了ip协议后面的额协议类型,常见的值如下:

数值描述0保留字段,用于IPv6(跳跃点到跳跃点选项)1Internet控制消息 (ICMP)2Internet组管理 (IGMP)3网关到网关 (GGP)41P中的IP(封装)6传输控制 (TCP)7CBT8外部网关协议 (EGP)9任何私有内部网关(Cisco在它的IGRP实现中使用) (IGP)10BBNRCC监视11网络语音协议12PUP13ARGUS14EMCON15网络诊断工具16混乱(Chaos)17用户数据报文 (UDP)411Pv6581Pv6的ICMP591Pv6的无下一个报头60IPv6的信宿选项89OSPF IGP92多播传输协议94IP内部的IP封装协议95可移动网络互连控制协议96旗语通讯安全协议97IP中的以太封装98封装报头100GMTP101Ipsilon流量管理协议133～254未分配255保留五、解析tcp头

查找tcp头思路很,

就是从pkt头开始偏移过以太头长度(14字节)、和IP头长度(20字节)就可以找到tcp头,

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 ",ntohs(tcph->source),ntohs(tcph->dest);
break;
case 0x11:
//udp

break;
}

结构体与内存对应关系

打印结果如下:

六、学会用不同格式打印这块内存

在实际项目中,可能我们解析的并不是标准的TCP/IP协议数据包,

可能是我们自己的定义的协议数据包,

只要掌握了上述方法,

所有的协议分析都能够手到擒来!

有时候我们还需要打印对方发送过来的数据帧内容,

往往我们会以16进制形式将所有数据打印出来,

这样是最有利于我们分析数据内容的。

1．按字节打印

代码如下:

for(i=0;i<400;i++)
{
printf("%02x ",pkt[i]);
if(i%20 == 19)
{
printf("");
}
}

2．按short类型分析一段内存

我们接收数据时,虽然使用一个unsigned char型数组,

但是有时候对方发送过来的数据可能是2个字节的数组,

那我们只需要用short类型的指针,指向内存的头,

然后就可以通过该指针访问到对方发送的数据,

这个时候一定要注意字节序问题,

不同场景可能不一样,所以一定要具体问题具体分析,

本例因为是网络字节序数据转换成主机字节序,

所以需要转换字节序。

//转变short型字节序
void indian_reverse(unsigned short arr[],int num)
{
int i;
unsigned short temp;
for(i=0;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("");
}
}
………………
}