一文教你如何用C代碼解析一段網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包？（含代碼）

本文的目的是通過隨機截取的一段網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包，然后根據(jù)協(xié)議類型來解析出這段內存。

學習本文需要掌握的基礎知識：

1. 網(wǎng)絡協(xié)議C語言Linux操作抓包工具的使用

視頻教學鏈接如下：

《教你如何抓取網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)包！黑客必備技能》

一、截取一個網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包

通過抓包工具，隨機抓取一個tcp數(shù)據(jù)包

科萊抓包工具解析出的數(shù)據(jù)包信息如下：

數(shù)據(jù)包的內存信息：

數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)包的信息。

我們可以從Linux內核中找到協(xié)議頭的定義

• 以太頭：

driversstagingrtl8188euincludeif_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

 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頭

includeuapilinuxtcp.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(xié)議頭長度都是按照標準協(xié)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(xié)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:%04xn",ntohs(ethh->h_proto));

注意，數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)是網(wǎng)絡字節(jié)序，如果要提取數(shù)據(jù)一定要注意字節(jié)序問題 ethh->h_proto 是short類型，占2個字節(jié)，所以存儲到本地需要使用函數(shù)ntohs 其中：n：network 網(wǎng)絡字節(jié)序 h：host       主機字節(jié)序 s：short     2個字節(jié) l：long       4個字節(jié) ntohl()  ：4字節(jié)網(wǎng)絡字節(jié)序數(shù)據(jù)轉換成主機字節(jié)序 htons() ：2字節(jié)主機字節(jié)序數(shù)據(jù)轉換成網(wǎng)絡字節(jié)序 ntohs() ：2字節(jié)網(wǎng)絡字節(jié)序數(shù)據(jù)轉換成主機字節(jié)序 htonl() ：4字節(jié)主機字節(jié)序數(shù)據(jù)轉換成網(wǎng)絡字節(jié)序

當執(zhí)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(jié))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.%dn",IP_ARG(q));

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

Iiph

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(shù)據(jù)保持了一致。

其中protocol字段表示了ip協(xié)議后面的額協(xié)議類型，常見的值如下：

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(jié))、和IP頭長度（20字節(jié)）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，可能我們解析的并不是標準的TCP/IP協(xié)議數(shù)據(jù)包，可能是我們自己的定義的協(xié)議數(shù)據(jù)包，只要掌握了上述方法，所有的協(xié)議分析都能夠手到擒來！

有時候我們還需要打印對方發(fā)送過來的數(shù)據(jù)幀內容，往往我們會以16進制形式將所有數(shù)據(jù)打印出來，這樣是最有利于我們分析數(shù)據(jù)內容的。

1. 按字節(jié)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(shù)據(jù)時，雖然使用一個unsigned char型數(shù)組，但是有時候對方發(fā)送過來的數(shù)據(jù)可能是2個字節(jié)的數(shù)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(fā)送的數(shù)據(jù)，這個時候一定要注意字節(jié)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(wǎng)絡字節(jié)序數(shù)據(jù)轉換成主機字節(jié)序，所以需要轉換字節(jié)序。

//轉變short型字節(jié)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：

好了，這個例子掌握了，那么網(wǎng)絡就算入門了，快操練起來吧！