以太網(wǎng)上數(shù)據(jù)幀的監(jiān)聽剖析

　　以太網(wǎng)上的數(shù)據(jù)幀主要涉及Tcp/ip協(xié)議，針對(duì)以下幾個(gè)協(xié)議的分析：IP,ARP,RARP,IPX,其中重點(diǎn)在于ip和 arp協(xié)議，這兩個(gè)協(xié)議是多數(shù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基礎(chǔ)，因此把他們研究徹底，就對(duì)大多數(shù)的協(xié)議的原理和特性比較清楚了。 由于各種協(xié)議的數(shù)據(jù)幀個(gè)不相同，所以涉及很多的數(shù)據(jù)幀頭格式分析，接下來將一一描述。

　　在linux 下監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)先設(shè)置網(wǎng)卡狀態(tài)，使其處于雜混模式以便監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)上的所有數(shù)據(jù)幀。然后選擇用Linux socket 來截取數(shù)據(jù)幀，通過設(shè)置socket() 函數(shù)參數(shù)值，可以使socket截取未處理的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀，關(guān)鍵是函數(shù)的參數(shù)設(shè)置，下面就是有關(guān)的程序部分：

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

　　AF_INET=2 表示 internet ip protocol

　　SOCK_PACKET=10 表示 截取數(shù)據(jù)幀的層次在物理層，既不作處理。

　　Htons(0x0003)表示 截取的數(shù)據(jù)幀的類型為不確定，既接受所有的包。

　　總的設(shè)定就是網(wǎng)卡上截取所有的數(shù)據(jù)幀。這樣就可以截取底層數(shù)據(jù)幀，因?yàn)榉祷氐膶⑹且粋€(gè)指向數(shù)據(jù)的指針，為了分析方便，我設(shè)置了一個(gè)基本的數(shù)據(jù)幀頭結(jié)構(gòu)。

　　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(shù)據(jù)幀頭結(jié)構(gòu)的指針，然后對(duì)其進(jìn)行分析。以下是有關(guān)協(xié)議的報(bào)頭：ethhdr 這是以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的mac報(bào)頭：

　　--------------------------------------------------------
　　|48bit 目的物理地址 | 48bit 源物理地址 | 16bit 協(xié)議地址|
　　--------------------------------------------------------
　　

　　相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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(biāo)地址的網(wǎng)卡物理地址，h_source [6] 是48位的源地址的物理網(wǎng)卡地址。H_proto是16位的以太網(wǎng)協(xié)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(xié)議的報(bào)頭:
　　由此可以定義其結(jié)構(gòu)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(xié)議報(bào)頭，針對(duì)版本的不同它可以有不同的定義，我們國內(nèi)一般用BIG的定義，其中version 是ip的版本，protocol是ip的協(xié)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(biāo)ip地址。
相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

　　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(xié)議報(bào)頭，其中ar_hrd 是硬件地址的格式，ar_pro協(xié)議地址的格式，ar_hln是硬件地址的長(zhǎng)度，ar_pln時(shí)協(xié)議地址的長(zhǎng)度，ar_op是arp協(xié)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(biāo)地址的物理地址，目標(biāo)ip地址。

　　Tcphdr ip協(xié)議的tcp協(xié)議報(bào)頭

　　以下是相應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

　　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(xié)議的一部分與ip協(xié)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(hào)，其余的是tcp的連接標(biāo)志其中包括6個(gè)標(biāo)志：syn表示連接請(qǐng)求，urg 表示緊急信息，fin表示連接結(jié)束，ack表示連接應(yīng)答，psh表示推棧標(biāo)志，rst表示中斷連接。window是表示接受數(shù)據(jù)窗口大小，check是校驗(yàn)碼，urg ptr是緊急指針。

　　Udphdr 這是udp協(xié)議報(bào)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(xié)議中udp協(xié)議的一部分，結(jié)構(gòu)很明顯 source 源端口，dest目的端口，len udp 長(zhǎng)度，check 是校驗(yàn)碼。

　　Icmphdr 這是ip協(xié)議的icmp協(xié)議的報(bào)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;
　　};