C/C++利用原生套接字抓取FTP數(shù)據(jù)包
網(wǎng)絡(luò)通信在今天的信息時(shí)代中扮演著至關(guān)重要的角色，而對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包進(jìn)行捕獲與分析則是網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)安全等領(lǐng)域中不可或缺的一項(xiàng)技術(shù)。本文將深入介紹基于原始套接字的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包捕獲與分析工具，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)流量，實(shí)現(xiàn)抓取流量包內(nèi)的FTP通信數(shù)據(jù)，并深入了解數(shù)據(jù)傳輸?shù)募?xì)節(jié)，捕捉潛在的網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題以及進(jìn)行安全性分析。
原始套接字是一種底層的網(wǎng)絡(luò)編程方式，允許程序直接訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，無(wú)需操作系統(tǒng)進(jìn)行任何處理。在Windows平臺(tái)，可以通過(guò)SOCK_RAW套接字類型來(lái)創(chuàng)建原始套接字。本文的代碼示例基于Winsock2庫(kù)實(shí)現(xiàn)，允許我們以最底層的方式捕獲網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包。
Winsock2庫(kù)與套接字初始化
在使用原始套接字之前，我們首先需要初始化Winsock2庫(kù)。Winsock2提供了在Windows平臺(tái)上進(jìn)行套接字編程所需的函數(shù)和結(jié)構(gòu)。代碼中的WSAStartup函數(shù)完成了Winsock2庫(kù)的初始化工作。
#include <winsock2.h>
#include <stdio.h>
#include <mstcpip.h>
#pragma comment(lib, "Advapi32.lib")
#pragma comment (lib, "ws2_32")
WSADATA wsa;
if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsa) != 0)
return -1;
數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)解析
接著我們需要定義數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)，常見(jiàn)的協(xié)議頭結(jié)構(gòu)：IP（Internet Protocol）頭、TCP（Transmission Control Protocol）頭和UDP（User Datagram Protocol）頭。如果想要解析TCP/UDP頭則需要先來(lái)解析IP頭，并依次向下解析。
IP頭
IP頭是互聯(lián)網(wǎng)通信中用于標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)報(bào)的頭部信息。下面是IP頭的結(jié)構(gòu)：
typedef struct _IPHeader {
UCHAR iphVerLen; // 版本號(hào)和頭長(zhǎng)度（各占4位）
UCHAR ipTOS; // 服務(wù)類型
USHORT ipLength; // 封包總長(zhǎng)度，即整個(gè)IP報(bào)的長(zhǎng)度
USHORT ipID; // 封包標(biāo)識(shí)，惟一標(biāo)識(shí)發(fā)送的每一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)
USHORT ipFlags; // 標(biāo)志
UCHAR ipTTL; // 生存時(shí)間，即TTL
UCHAR ipProtocol; // 協(xié)議，可能是TCP、UDP、ICMP等
USHORT ipChecksum; // 校驗(yàn)和
ULONG ipSource; // 源IP地址
ULONG ipDestination; // 目標(biāo)IP地址
} IPHeader, *PIPHeader;
在IP頭中，我們可以獲取到源IP地址、目標(biāo)IP地址、數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度、生存時(shí)間（TTL）、協(xié)議類型等信息。IP頭的版本號(hào)和頭長(zhǎng)度字段結(jié)合在一起，占4位，用于表示IP協(xié)議的版本和IP頭的長(zhǎng)度。協(xié)議字段指示了數(shù)據(jù)包中的上層協(xié)議類型，例如TCP、UDP或ICMP。
TCP頭
TCP是一種面向連接的協(xié)議，它提供可靠的、字節(jié)流的通信。TCP頭包含了一系列關(guān)鍵的信息，用于控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)母鱾€(gè)方面。下面是TCP頭的結(jié)構(gòu)：
typedef struct _TCPHeader {
USHORT sourcePort; // 16位源端口號(hào)
USHORT destinationPort; // 16位目的端口號(hào)
ULONG sequenceNumber; // 32位序列號(hào)
ULONG acknowledgeNumber; // 32位確認(rèn)號(hào)
UCHAR dataoffset; // 高4位表示數(shù)據(jù)偏移
UCHAR flags; // 6位標(biāo)志位
USHORT windows; // 16位窗口大小
USHORT checksum; // 16位校驗(yàn)和
USHORT urgentPointer; // 16位緊急數(shù)據(jù)偏移量
} TCPHeader, *PTCPHeader;
TCP頭中的源端口號(hào)和目的端口號(hào)標(biāo)識(shí)了數(shù)據(jù)包的發(fā)送和接收方。序列號(hào)和確認(rèn)號(hào)用于維護(hù)連接的狀態(tài)。標(biāo)志位字段包括了TCP協(xié)議中的各種控制信息，如SYN、ACK、FIN等。窗口大小表示接收方當(dāng)前愿意接收的數(shù)據(jù)量。
UDP頭
UDP是一種無(wú)連接的協(xié)議，它提供了簡(jiǎn)單的、不可靠的數(shù)據(jù)傳輸。UDP頭相比TCP頭較為簡(jiǎn)單，但同樣包含了一些關(guān)鍵的信息。下面是UDP頭的結(jié)構(gòu)：
typedef struct _UDPHeader {
USHORT sourcePort; // 源端口號(hào)
USHORT destinationPort; // 目的端口號(hào)
USHORT len; // 封包長(zhǎng)度
USHORT checksum; // 校驗(yàn)和
} UDPHeader, *PUDPHeader;
UDP頭中的源端口號(hào)和目的端口號(hào)同樣標(biāo)識(shí)了數(shù)據(jù)包的發(fā)送和接收方。封包長(zhǎng)度字段表示UDP包的總長(zhǎng)度，包括UDP頭和數(shù)據(jù)部分。校驗(yàn)和字段用于檢測(cè)數(shù)據(jù)包的完整性。
創(chuàng)建原始套接字
使用socket函數(shù)創(chuàng)建原始套接字，指定協(xié)議為IPPROTO_IP，表示接收所有的IP包。
SOCKET SockRaw = socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_IP);
綁定本地IP地址
為了接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包，我們需要綁定本地IP地址。通過(guò)gethostbyname函數(shù)獲取本地主機(jī)名，并使用bind函數(shù)綁定套接字與本地地址。
struct hostent* pHost;
gethostname(szHostName, 56);
if ((pHost = gethostbyname(szHostName)) == NULL)
return -1;
addr_in.sin_family = AF_INET;
addr_in.sin_port = htons(0);
memcpy(&addr_in.sin_addr.S_un.S_addr, pHost->h_addr_list[0], pHost->h_length);
if (bind(SockRaw, (PSOCKADDR)&addr_in, sizeof(addr_in)) == SOCKET_ERROR)
return -1;
開(kāi)啟混雜模式
通過(guò)ioctlsocket函數(shù)調(diào)用SIO_RCVALL控制代碼，開(kāi)啟混雜模式，接收所有的IP包。
DWORD dwValue = 1;
if (ioctlsocket(SockRaw, SIO_RCVALL, &dwValue) != 0)
return -1;
實(shí)時(shí)接收與解析數(shù)據(jù)包
使用recv函數(shù)接收數(shù)據(jù)包，根據(jù)協(xié)議類型進(jìn)行解析。本文示例中僅對(duì)TCP和UDP進(jìn)行了簡(jiǎn)單的解析，可以根據(jù)實(shí)際需要擴(kuò)展解析功能。
while (TRUE)
{
nRet = recv(SockRaw, buff, 1024, 0);
if (nRet > 0)
{
DecodeIPPacket(buff);
}
}
解析IP包
根據(jù)IP包的協(xié)議類型，將數(shù)據(jù)包傳遞給相應(yīng)的解析函數(shù)。
void DecodeIPPacket(char* pData)
{
IPHeader* pIPHdr = (IPHeader*)pData;
// ...
switch (pIPHdr->ipProtocol)
{
case IPPROTO_TCP:
DecodeTCPPacket(pData + nHeaderLen, szSourceIp, szDestIp);
break;
case IPPROTO_UDP:
DecodeUDPPacket(pData + nHeaderLen, szSourceIp, szDestIp);
break;
}
}
解析TCP包與UDP包
根據(jù)TCP或UDP包的特征進(jìn)行解析，例如獲取源端口、目標(biāo)端口等信息。
void DecodeTCPPacket(char* pData, char* szSrcIP, char* szDestIp)
{
TCPHeader* pTCPHdr = (TCPHeader*)pData;
// ...
}
void DecodeUDPPacket(char* pData, char* szSrcIP, char* szDestIp)
{
UDPHeader* pUDPHdr = (UDPHeader*)pData;
// ...
}
實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)流量
通過(guò)以上步驟，我們實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包捕獲工具。該工具可以實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)流量，解析TCP和UDP包，并輸出源地址、目標(biāo)地址、端口信息以及TCP的狀態(tài)等信息，完整代碼如下；
#include <winsock2.h>
#include <stdio.h>
#include <mstcpip.h>
#pragma comment(lib, "Advapi32.lib")
#pragma comment (lib, "ws2_32")
typedef struct _IPHeader // 20字節(jié)的IP頭
{
UCHAR iphVerLen; // 版本號(hào)和頭長(zhǎng)度（各占4位）
UCHAR ipTOS; // 服務(wù)類型
USHORT ipLength; // 封包總長(zhǎng)度，即整個(gè)IP報(bào)的長(zhǎng)度
USHORT ipID; // 封包標(biāo)識(shí)，惟一標(biāo)識(shí)發(fā)送的每一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)
USHORT ipFlags; // 標(biāo)志
UCHAR ipTTL; // 生存時(shí)間，就是TTL
UCHAR ipProtocol; // 協(xié)議，可能是TCP、UDP、ICMP等
USHORT ipChecksum; // 校驗(yàn)和
ULONG ipSource; // 源IP地址
ULONG ipDestination; // 目標(biāo)IP地址
} IPHeader, *PIPHeader;
typedef struct _TCPHeader // 20字節(jié)的TCP頭
{
USHORT sourcePort; // 16位源端口號(hào)
USHORT destinationPort; // 16位目的端口號(hào)
ULONG sequenceNumber; // 32位序列號(hào)
ULONG acknowledgeNumber; // 32位確認(rèn)號(hào)
UCHAR dataoffset; // 高4位表示數(shù)據(jù)偏移
UCHAR flags; // 6位標(biāo)志位
USHORT windows; // 16位窗口大小
USHORT checksum; // 16位校驗(yàn)和
USHORT urgentPointer; // 16位緊急數(shù)據(jù)偏移量
} TCPHeader, *PTCPHeader;
typedef struct _UDPHeader
{
USHORT sourcePort; // 源端口號(hào)
USHORT destinationPort;// 目的端口號(hào)
USHORT len; // 封包長(zhǎng)度
USHORT checksum; // 校驗(yàn)和
} UDPHeader, *PUDPHeader;
void DecodeTCPPacket(char *pData, char *szSrcIP, char *szDestIp)
{
TCPHeader *pTCPHdr = (TCPHeader *)pData;
printf("[TCP] 源地址: %15s:%5d --> 目標(biāo)地址: %15s:%5d 狀態(tài): ",
szSrcIP,ntohs(pTCPHdr->sourcePort),szDestIp,ntohs(pTCPHdr->destinationPort));
switch (pTCPHdr->flags)
{
case 0x1: printf("TCP_FIN \n"); break;
case 0x2: printf("TCP_SYN \n"); break;
case 0x4: printf("TCP_RST \n"); break;
case 0x8: printf("TCP_PSH \n"); break;
case 0x10: printf("TCP_ACK \n"); break;
default:printf("None \n"); break;
}
// 根據(jù)端口號(hào)判斷協(xié)議類型
switch (ntohs(pTCPHdr->destinationPort))
{
case 21:
// 解析FTP的用戶名和密碼
pData = pData + sizeof(TCPHeader);
if (strncmp(pData, "USER ", 5) == 0)
printf("FTP用戶名: %s \n", pData + 4);
if (strncmp(pData, "PASS ", 5) == 0)
printf("FTP密碼: %s \n", pData + 4);
break;
case 80:
printf("%s \n", pData + sizeof(TCPHeader));
break;
}
}
void DecodeUDPPacket(char *pData, char *szSrcIP, char *szDestIp)
{
UDPHeader *pUDPHdr = (UDPHeader *)pData;
printf("[UDP] 源地址: %15s:%5d --> 目標(biāo)地址: %15s:%5d \n",
szSrcIP,ntohs(pUDPHdr->sourcePort),szDestIp,ntohs(pUDPHdr->destinationPort));
}
void DecodeIPPacket(char *pData)
{
IPHeader *pIPHdr = (IPHeader*)pData;
in_addr source, dest = {0};
char szSourceIp[32], szDestIp[32];
// 從IP頭中取出源IP地址和目的IP地址
source.S_un.S_addr = pIPHdr->ipSource;
dest.S_un.S_addr = pIPHdr->ipDestination;
strcpy(szSourceIp, inet_ntoa(source));
strcpy(szDestIp, inet_ntoa(dest));
// IP頭長(zhǎng)度
int nHeaderLen = (pIPHdr->iphVerLen & 0xf) * sizeof(ULONG);
switch (pIPHdr->ipProtocol)
{
case IPPROTO_TCP: // 如果是TCP協(xié)議,則繼續(xù)解析
DecodeTCPPacket(pData + nHeaderLen, szSourceIp, szDestIp);
break;
case IPPROTO_UDP: // UDP協(xié)議的解析
DecodeUDPPacket(pData + nHeaderLen, szSourceIp, szDestIp);
break;
}
}
int main(int argc, char* argv[])
{
WSADATA wsa;
if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsa) != 0)
return -1;
// 創(chuàng)建原始套接字,過(guò)濾IP數(shù)據(jù)包
SOCKET SockRaw = socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_IP);
// 獲取本地IP地址
char szHostName[56];
SOCKADDR_IN addr_in;
struct hostent *pHost;
gethostname(szHostName, 56);
if ((pHost = gethostbyname((char*)szHostName)) == NULL)
return -1;
// 在調(diào)用ioctl之前，套節(jié)字必須綁定
addr_in.sin_family = AF_INET;
addr_in.sin_port = htons(0);
// 此處的網(wǎng)卡pHost->h_addr_list[0] 不同機(jī)器序號(hào)不同
memcpy(&addr_in.sin_addr.S_un.S_addr, pHost->h_addr_list[0], pHost->h_length);
printf("綁定IP地址為: %s \n", inet_ntoa(addr_in.sin_addr));
if (bind(SockRaw, (PSOCKADDR)&addr_in, sizeof(addr_in)) == SOCKET_ERROR)
return -1;
// 設(shè)置SIO_RCVALL控制代碼,接收所有的IP包
DWORD dwValue = 1;
if (ioctlsocket(SockRaw, SIO_RCVALL, &dwValue) != 0)
return -1;
// 開(kāi)始接收封包
char buff[4096];
int nRet;
while (TRUE)
{
nRet = recv(SockRaw, buff, 1024, 0);
if (nRet > 0)
{
DecodeIPPacket(buff);
}
}
closesocket(SockRaw);
WSACleanup();
return 0;
}以上就是C/C++利用原生套接字抓取FTP數(shù)據(jù)包的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于C++套接字抓取FTP數(shù)據(jù)包的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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