构建tcpdump/wireshark pcap文件

时间：2023-11-25 21:33:08

pcap文件格式是bpf保存原始数据包的格式，很多软件都在使用，比如tcpdump、wireshark等等，了解pcap格式可以加深对原始数据包的了解，自己也可以手工构造任意的数据包进行测试。

pcap文件的格式为：
  文件头    24字节
  数据包头 + 数据包  数据包头为16字节，后面紧跟数据包
  数据包头 + 数据包  ……
 
pcap.h里定义了文件头的格式

  1. struct pcap_file_header {
  2. bpf_u_int32 magic;
  3. u_short version_major;
  4. u_short version_minor;
  5. bpf_int32 thiszone;     /* gmt to local correction */
  6. bpf_u_int32 sigfigs;    /* accuracy of timestamps */
  7. bpf_u_int32 snaplen;    /* max length saved portion of each pkt */
  8. bpf_u_int32 linktype;   /* data link type (LINKTYPE_*) */
  9. };

看一下各字段的含义：
magic：   4字节 pcap文件标识 目前为“d4 c3 b2 a1”
major：   2字节 主版本号     #define PCAP_VERSION_MAJOR 2
minor：   2字节 次版本号     #define PCAP_VERSION_MINOR 4
thiszone：4字节 时区修正     并未使用，目前全为0
sigfigs： 4字节 精确时间戳   并未使用，目前全为0
snaplen： 4字节 抓包最大长度 如果要抓全，设为0x0000ffff（65535），
               tcpdump -s 0就是设置这个参数，缺省为68字节
linktype：4字节 链路类型    一般都是1：ethernet
常用链路类型：
　     0           BSD loopback devices, except for later OpenBSD
       1           Ethernet, and Linux loopback devices
       6           802.5 Token Ring
       7           ARCnet
       8           SLIP
       9           PPP
       10          FDDI
       100         LLC/SNAP-encapsulated ATM
       101         "raw IP", with no link
       102         BSD/OS SLIP
       103         BSD/OS PPP
       104         Cisco HDLC
       105         802.11
       108         later OpenBSD loopback devices (with the AF_value in network byte order)
       113         special Linux "cooked" capture
       114         LocalTalk

=======================================================================================
|    magic    |major  | minor |   thiszone  |   sigfigs   |   snaplen   |  linktype  
| d4 c3 b2 a1 | 02 00 | 04 00 | 00 00 00 00 | 00 00 00 00 | ff ff 00 00 | 01 00 00 00
=======================================================================================
 
 
数据包头的格式

  1. struct pcap_pkthdr {
  2. struct timeval ts;      /* time stamp */
  3. bpf_u_int32 caplen;     /* length of portion present */
  4. bpf_u_int32 len;        /* length this packet (off wire) */
  5. };
  6. struct timeval {
  7. long            tv_sec;         /* seconds (XXX should be time_t) */
  8. suseconds_t     tv_usec;        /* and microseconds */
  9. };

ts：    8字节 抓包时间 4字节表示秒数，4字节表示微秒数
caplen：4字节 保存下来的包长度（最多是snaplen，比如68字节）
len：   4字节 数据包的真实长度，如果文件中保存的不是完整数据包，可能比caplen大

了解了pcap文件格式，就可以自己手工构造任意数据包了，可以以录好的包为基础，

构建pcap文件示例:

含有两套构建方法, 因起先不知道可以通过pcap_open_dead & pcap_dump_open 构建文件头, 所以开始是自己创建一个文件并写入文件头.

  1. #include <stdio.h>
  2. #include <stdlib.h>
  3. #include <string.h>
  4. #include <unistd.h>
  5. #include <stdint.h>
  6. #include <errno.h>
  7. #include <pcap.h>
  8. #include "common.h"
  9. #define TCPDUMP_MAGIC       0xa1b2c3d4
  10. #ifndef PCAP_VERSION_MAJOR
  11. #define PCAP_VERSION_MAJOR 2
  12. #define
  13. #define PCAP_VERSION_MINOR
  14. #define PCAP_VERSION_MINOR 4
  15. #endif
  16. #define LINKTYPE_NULL       DLT_NULL
  17. #define LINKTYPE_ETHERNET   DLT_EN10MB  /* also for 100Mb and up */
  18. #define LINKTYPE_EXP_ETHERNET   DLT_EN3MB   /* 3Mb experimental Ethernet */
  19. #define LINKTYPE_AX25       DLT_AX25
  20. #define LINKTYPE_PRONET     DLT_PRONET
  21. #define LINKTYPE_CHAOS      DLT_CHAOS
  22. #define LINKTYPE_TOKEN_RING DLT_IEEE802 /* DLT_IEEE802 is used for Token Ring */
  23. #define LINKTYPE_ARCNET     DLT_ARCNET  /* BSD-style headers */
  24. #define LINKTYPE_SLIP       DLT_SLIP
  25. #define LINKTYPE_PPP        DLT_PPP
  26. #define LINKTYPE_FDDI       DLT_FDDI
  27. static int
  28. pcap_write_header(FILE *fp, int linktype, int thiszone, int snaplen)
  29. {
  30. struct pcap_file_header hdr;
  31. hdr.magic = TCPDUMP_MAGIC;
  32. hdr.version_major = PCAP_VERSION_MAJOR;
  33. hdr.version_minor = PCAP_VERSION_MINOR;
  34. hdr.thiszone = thiszone;
  35. hdr.snaplen = snaplen;
  36. hdr.sigfigs = 0;
  37. hdr.linktype = linktype;
  38. if (fwrite((char *)&hdr, sizeof(hdr), 1, fp) != 1)
  39. return (-1);
  40. return (0);
  41. }
  42. #define FILE_SAVE "pcap_write.pcap"
  43. uint8_t l2_data[] = {
  44. 0x00, 0x0c, 0x29, 0x99, 0xfc, 0xa6, 0x00, 0x0c, 0x29, 0xd7, 0xc1, 0xf2, 0x08, 0x00, 0x45, 0x00,
  45. 0x00, 0x46, 0x87, 0x8a, 0x00, 0x00, 0x40, 0x11, 0x6e, 0xa5, 0xc0, 0xa8, 0x01, 0x31, 0xc0, 0xa8,
  46. 0x01, 0xf6, 0x7e, 0x75, 0x00, 0x35, 0x00, 0x32, 0x89, 0x42, 0x0a, 0x5d, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01,
  47. 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x03, 0x6e, 0x73, 0x31, 0x05, 0x67, 0x75, 0x61, 0x72, 0x64,
  48. 0x03, 0x63, 0x6f, 0x6d, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00, 0x01, 0x00, 0x00, 0x29, 0x10, 0x00, 0x00, 0x00,
  49. 0x80, 0x00, 0x00, 0x00
  50. };
  51. int main(int argc, char **argv)
  52. {
  53. #if 0
  54. FILE *fp = NULL;
  55. struct pcap_pkthdr h;
  56. fp = fopen(FILE_SAVE, "wb");
  57. if (!fp){
  58. fprintf(stderr, "fopen %s for write failed. errno=%d desc=%s\n",
  59. FILE_SAVE, errno, strerror(errno));
  60. return 1;
  61. }
  62. pcap_write_header(fp, LINKTYPE_ETHERNET, 0x0, 0x0000ffff);
  63. gettimeofday(&h.ts, NULL);
  64. h.caplen = sizeof(l2_data);
  65. h.len    = sizeof(l2_data);
  66. pcap_dump((uint8_t *)fp, &h, l2_data);
  67. fflush(fp);
  68. fclose(fp);
  69. #else
  70. pcap_t *p = NULL;
  71. pcap_dumper_t *fp = NULL;
  72. struct pcap_pkthdr h;
  73. p = pcap_open_dead(LINKTYPE_ETHERNET, 0x0000ffff);
  74. if (NULL == p){
  75. fprintf(stderr, "pcap_open_dead failed.\n");
  76. return 1;
  77. }
  78. fp = pcap_dump_open(p, FILE_SAVE);
  79. if (NULL == fp){
  80. fprintf(stderr, "pcap_dump_open failed.\n");
  81. return 1;
  82. }
  83. gettimeofday(&h.ts, NULL);
  84. h.caplen = sizeof(l2_data);
  85. h.len    = sizeof(l2_data);
  86. pcap_dump((uint8_t *)fp, &h, l2_data);
  87. pcap_dump_close(fp);
  88. #endif
  89. return 0;
  90. }

编译 & 链接

# gcc pcap_write.c -o pcap_write -lpcap

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