一文教你如何用C代码解析一段网络数据包？【含代码】

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：

1. 网络协议
2. C语言
3. Linux操作
4. 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：

drivers\staging\rtl8188eu\include\if_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

 include\uapi\linux\ip.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

include\uapi\linux\tcp.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 \n", MAC_ARG(ethh->h_dest));
 printf("h_source:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x \n", MAC_ARG(ethh->h_source));
 printf("h_proto:%04x\n",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\n",IP_ARG(q));

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

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 \n",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("\n");
  }
 }

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<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");
  }
 }
 ………………
}

结果如下：

好了，这个例子掌握了，那么网络就算入门了，快操练起来吧！

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文章来源：https://mp.weixin.qq.com/s/qLvfTG0u1yUF8ZciChtFXA