Linux系統下的網絡監聽技術(2)

　　以太網上數據幀的監聽剖析

　　以太網上的數據幀主要涉及Tcp/ip協議，針對以下幾個協議的分析：IP,ARP,RARP,IPX,其中重點在於ip和 arp協議，這兩個協議是多數網絡協議的基礎，因此把他們研究徹底，就對大多數的協議的原理和特性比較清楚了。由於各種協議的數據幀個不相同，所以涉及很多的數據幀頭格式分析，接下來將一一描述。

　　在linux 下監聽網絡，應先設置網卡狀態，使其處於雜混模式以便監聽網絡上的所有數據幀。然後選擇用Linux socket 來截取數據幀，通過設置socket() 函數參數值，可以使socket截取未處理的網絡數據幀，關鍵是函數的參數設置，下面就是有關的程序部分：

if ( ( fd=socket (AF_INET, SOCK_PACKET,htons(0x0003)))<0)
　　　　{perror (“can get SOCK_PACKET socket
　　　　　　”);
　　　　exit(0);
　　　　}

　　WWAF_INET=2 表示 internet ip protocol

　　WWSOCK_PACKET=10 表示 截取數據幀的層次在物理層，既不作處理。

　　WWHtons(0x0003)表示 截取的數據幀的類型為不確定，既接受所有的包。

　　總的設定就是網卡上截取所有的數據幀。這樣就可以截取底層數據幀，因為返回的將是一個指向數據的指針，為了分析方便，我設置了一個基本的數據幀頭結構。

Struct etherpacket
　　　　{struct ethhdr eth;
　　　　struct iphdr ip;
　　　　struct tcphdr tcp;
　　　　char buff[8192];
　　　　} ep; 

　　將返回的指針賦值給指向數據幀頭結構的指針，然後對其進行分析。以下是有關協議的報頭：ethhdr 這是以太網數據幀的mac報頭：

　　--------------------------------------------------------

　　|48bit 目的物理地址 | 48bit 源物理地址 | 16bit 協議地址|

　　--------------------------------------------------------

　　相應的數據結構如下

struct ethhdr
　　　　{
　　　　unsigned char h_dest[ETH_ALEN];
　　　　unsigned char h_source[ETH_ALEN];
　　　　unsigned short h_proto;
　　　　} 

　　其中h_dest[6]是48位的目標地址的網卡物理地址，h_source [6] 是48位的源地址的物理網卡地址。H_proto是16位的以太網協議，其中主要有0x0800 ip，0x8035.X25,0x8137 ipx,0x8863-0x8864 pppoe(這是Linux的 ppp),0x0600 ether _loop_back ,0x0200-0x0201 pup等。Iphdr 這是ip協議的報頭:

　　由此可以定義其結構如下：

struct iphdr
　　　　{
　　　　#elif defined (_LITTLE_ENDIAN_BITFIELD)
　　　　_u8 version :4,
　　　　#elif defined (_BIG_ENDIAN_BITFIELD)
　　　　_u8 version:4,
　　　　ihl:4;
　　　　#else
　　　　#error "Please fix"
　　　　#endif
　　　　_u8 tos;
　　　　_16 tot_len;
　　　　_u16 id;
　　　　_u16 frag_off;
　　　　_u8 ttl;
　　　　_u8 protocol;
　　　　_u16 check;
　　　　_u32 saddr;
　　　　_u32 daddr;
　　　　};

　　這是Linux 的ip協議報頭，針對版本的不同它可以有不同的定義，我們國內一般用BIG的定義，其中version 是ip的版本，protocol是ip的協議分類主要有0x06 tcp.0x11 udp,0x01 icmp,0x02 igmp等，saddr是32位的源ip地址，daddr是32位的目標ip地址。

　　相應的數據結構：

struct arphdr
　　　　{
　　　　unsigned short int ar_hrd;
　　　　unsigned short int ar_pro;
　　　　unsigned char ar_hln;
　　　　unsigned char ar_pln;
　　　　unsigned short int ar_op;
　　　　#if 0
　　　　unsigned char _ar_sha[ETH_ALEN];
　　　　unsigned char _ar_sip[4];
　　　　unsigned char _ar_tha[ETH_ALEN];
　　　　unsigned char _ar_tip[4];
　　　　#end if
　　　　};

　　這是linux 的arp 協議報頭，其中ar_hrd 是硬件地址的格式，ar_pro協議地址的格式，ar_hln是硬件地址的長度，ar_pln時協議地址的長度，ar_op是arp協議的分類0x001是arp echo 0x0002 是 arp reply.接下來的分別是源地址的物理地址，源ip地址，目標地址的物理地址，目標ip地址。

　　Tcphdr ip協議的tcp協議報頭

　　以下是相應數據結構：

struct tcphdr
　　　　{
　　　　u_int16_t source;
　　　　u_int16_t dest;
　　　　u_int32_t seq;
　　　　u_int32_t ack_seq;
　　　　# if _BYTE_ORDER == _LITTLE _ENDIAN
　　　　u_int16_t resl:4;
　　　　u_int16_t doff:4;
　　　　u_int16_t fin:1;
　　　　u_int16_t syn:1;
　　　　u_int16_t rst:1;
　　　　u_int16_t psh:1;
　　　　u_int16_t ack:1;
　　　　u_int16_t urg:1;
　　　　u_int16_t res2:2;
　　　　#elif _BYTE _ORDER == _BIG _ENDIAN
　　　　u_int16_t doff:4;
　　　　u_int16_t res1:4;
　　　　u_int16_t res2:2;
　　　　u_int16_t urg:1;
　　　　u_int16_t ack:1;
　　　　u_int16_t psh:1;
　　　　u_int16_t rst:1;
　　　　u_int16_t syn:1;
　　　　u_int16_t fin:1;
　　　　#else
　　　　#error "Adjust your defines"
　　　　#endif
　　　　u_int16_t window;
　　　　u_int16_t check;
　　　　u_int16_t urg_ptr;
　　　　};

　　這是Linux 下tcp協議的一部分與ip協議相同取BIG，其中source是源端口，dest 是目的端口，seq是s序，ack_seq是a序號，其余的是tcp的連接標志其中包括6個標志：syn表示連接請求，urg 表示緊急信息，fin表示連接結束，ack表示連接應答，psh表示推棧標志，rst表示中斷連接。window是表示接受數據窗口大小，check是校驗碼，urg ptr是緊急指針。

　　Udphdr 這是udp協議報頭

struct udphdr {
　　　　u_int16_t source;
　　　　u_int16_t dest;
　　　　u_int16_t len;
　　　　u_int16_t check;
　　　　}

　　這是Linux下ip協議中udp協議的一部分，結構很明顯 source 源端口，dest目的端口，len udp 長度，check 是校驗碼。

　　Icmphdr 這是ip協議的icmp協議的報頭

struct icmphdr
　　　　{
　　　　u_int8_t type;
　　　　u_int8_t code;
　　　　u_int16_t checksum;
　　　　union
　　　　{
　　　　struct
　　　　{
　　　　u_int16_t id;
　　　　u_int16_t sequence;
　　　　} echo;
　　　　u_int32_t gateway;
　　　　struct
　　　　{
　　　　u_int16_t_unused;
　　　　u_int16_t mtu;
　　　　} frag;
　　　　} un;
　　　　};