pcap包解析.doc

项目从pcap文件中析取所有TCP会话与UDP会话张中秋(U201217502 ,853950423, tel1205班） 执笔 100% 签字摘要：本项目主要针对的是对于单一网络节点，.pcap文件是二进制格式的网络轨迹（Network trace）文件，记录了网络通信过程的数据包信息。csv(comma separated values)是一种用逗号,分隔的文本文件，类似于excel文件。.pcap文件是二进制文件，需要从中提取信息并以csv的格式进行存储。可以使用tshark实现对.pcap文件进行分析。关键词： TCP/UDP协议，数据包，文件，IP包1. 引言要对整个pcap文件进行操作，就必须先对pcap文件进行解析，析取pcap文件中所有的TCP会话和UDP会话。HTTP使用TCP而不是UDP的原因在于（打开）一个网页必须传送很多数据，而TCP协议提供传输控制，按顺序组织数据，和错误纠正。所以在做http重组之前，对pcap文件中TCP会话与UDP会话的提取非常的关键。2. 项目问题分析与解决问题的算法Pcap文件结构：（1） 基本格式：文件头 数据包头 数据报数据包头数据报.（2） 文件头： 图1 pcap文件头a、标识位：32位的，这个标识位的值是16进制的 0xa1b2c3d4。b、主版本号：16位， 默认值为0x2。c、副版本号：16位，默认值为0x04。d、区域时间：32位，实际上该值并未使用，因此可以将该位设置为0。e、精确时间戳：32位，实际上该值并未使用，因此可以将该值设置为0。f、数据包最大长度：32位，该值设置所抓获的数据包的最大长度，如果所有数据包都要抓获，将该值设置为65535；例如：想获取数据包的前64字节，可将该值设置为64。g、链路层类型：32位， 数据包的链路层包头决定了链路层的类型。（3） pcap数据包头：图2 pcap数据包头a、时间戳，包括：秒计时：32位，一个UNIX格式的精确到秒时间值，用来记录数据包抓获的时间，记录方式是记录从格林尼治时间的1970年1月1日 00:00:00 到抓包时经过的秒数；微秒计时：32位， 抓取数据包时的微秒值。b、数据包长度：32位 ，标识所抓获的数据包保存在pcap文件中的实际长度，以字节为单位。c、数据包实际长度： 所抓获的数据包的真实长度，如果文件中保存不是完整的数据包，那么这个值可能要比前面的数据包长度的值大。（4） pcap数据： 即Packet（通常就是链路层的数据帧）具体内容，长度就是Caplen，这个长度的后面，就是当前PCAP文件中存放的下一个Packet数据包，也就是说：PCAP文件里面并没有规定捕获的Packet数据包之间有什么间隔字符串，下一组数据在文件中的起始位置。我们需要靠第一个Packet包确定。（5） 读取时进制转换问题：package PcapFinally;import java.util.List;public class Pcap private PcapHeader header;private List data;public PcapHeader getHeader()return header;public void setHeader(PcapHeader header)this.header=header;public List getData()return data;public void setData(List data)this.data=data;public void ottString()System.out.println(data part count=+data.size();package PcapFinally;import java.io.BufferedWriter;import java.io.FileWriter;import java.io.IOException;import java.io.PrintWriter;public class PcapData public static String source_adrress;/数据包头文件public static int time_s;/时间戳（秒）public static int time_ms;/时间戳（微秒）public static int pLength;/抓包长度public static int length;/实际长度public static byte content;/数据public String tai;/以太网帧 14字节 不作处直接读取十四个字节/ip包public String version_ihl;/ip包中的版本号家包头长度 1字节public String tos;/服务类型 8字节public Short totalLen;/总长度 2字节public Short identification;/用于柱状数据包的标识符 2字节public Short flags_fOffset;/控制表示+数据偏移 2字节public String timeToLive;/生命周期 1字节public static String protocol;/协议类型 1字节private short headerChc;/头校验码 2字节public static String source_address;/原地址 4字节public static String des_address;/目的地址 4字节private String options_padding;/ 4字节、/根据version_ihl中的地位数，确定ip的位数/tcp结构public static String source_port;/源端口 2字节public static String des_port;/目的端口 2字节private String seq_number;/ 序号 大小端原因，高低位4个8bit的存放顺序是反的，intel使用小端模式 4字节private String ack_number;/确认号，大小端原因，高低位4个8bit的存放顺序是反的，intel使用小端模式 4字节private String info_ctrl;/Data Offset (4 bits), Reserved (6 bits), Control bits (6 bits)，intel使用小端模式 2字节private String window;/窗口 2字节private String checksum;/ 校验和 2字节private String urgent_pointer;/ 紧急指针 2字节/udp结构public String usour_port;/源端口 2字节public String udes_port;/目的端口 2字节private String ulength;/udp长度 2 字节private String ucrc;/udp校验码 2字节public int getTime_s()return time_s;public void setTime_s(int time_s)this.time_s=time_s;public int getTime_ms()return time_ms;public void setTime_ms(int time_ms)this.time_ms=time_ms;public int getpLength()return pLength;public void setpLength(int pLength)this.pLength=pLength;public int getLength()return length;public void setLength(int length)this.length=length;public byte getContent()return content;public void setContent(byte content)this.content=content;public String getiTai()return tai;public void setiTai(String tai )this.tai=tai;public String getVersion_ihl()return version_ihl;public void setVersion_ihl(String version_ihl)this.version_ihl=version_ihl;public String getTos()return tos;public void setTos(String tos)this.tos=tos;public short getTotalLen()return totalLen;public void setTotalLen(short totalLen)this.totalLen=totalLen;public short getIdentification()return identification;public void setIdentification(short identification)this.identification=identification;public short getFlags_fOffset()return flags_fOffset;public void setFlags_fOffset(short flags_fOffset)this.flags_fOffset=flags_fOffset;public String getTimeToLive()return timeToLive;public void setTimeToLive(String timeToLive)this.timeToLive=timeToLive;public String getProtocol()return protocol;public void setProtocol(String protocol)tocol=protocol;public short getHeaderChc()return headerChc;public void setHeaderChc(short headerChc)this.headerChc=headerChc;public String getSource_address()return source_address;public void setSource_address(String source_address)this.source_address=source_address;public String getDes_adress()return des_address;public void setDes_adress(String des_address)this.des_address=des_address;public String getOptions_padding()return options_padding;public void setOptions_padding(String options_padding)this.options_padding=options_padding;public String getSource_port()return source_port;public void setSource_port(String source_port)this.source_port=source_port;public String getDes_port()return des_port;public void setDes_port(String des_port)this.des_port=des_port;public String getSeq_number()return seq_number;public void setSeq_number(String seq_number)this.seq_number=seq_number;public String getAck_number()return ack_number;public void setAck_number(String ack_number)this.ack_number=ack_number;public String getInfo_ctrl()return info_ctrl;public void setInfo_ctrl(String info_ctrl)_ctrl=info_ctrl;public String getWindow()return window;public void setWindow(String window)this.window=window;public String getChecksum()return checksum;public void setChecksum(String checksum)this.checksum=checksum;public String getUrgent_pointer()return urgent_pointer;public void setUrgent_pointer(String urgent_pointer)this.urgent_pointer=urgent_pointer;public String getUsour_port()return usour_port;public void setUsour_port(String usour_port)this.usour_port=usour_port;public String getUdes_port()return usour_port;public void setUdes_port(String udes_port)this.udes_port=udes_port;public String getUlength()return ulength;public void setUlength(String ulength)this.ulength=ulength;public String getUcrc()return ucrc;public void setUcrc(String ucrc)this.ucrc=ucrc;private String content2Str(byte content)char chars = new charcontent.length;for(int i = 0;i content.length; i+)charsi = (char) contenti;return String.valueOf(chars);public void ttString() throws IOException System.out.println(time_s=+this.time_s);System.out.println(ntime_ms=+this.time_ms);System.out.println(npLength=+this.pLength);System.out.println(nlength=+this.length);System.out.println(ncontent=+content2Str(this.content);System.out.println(niTai=+this.tai);System.out.println(nversion_ihl=+this.version_ihl);System.out.println(ntos=+this.tos);System.out.println(ntotal_length=+this.totalLen);System.out.println(nidentification=+this.identification);System.out.println(nflags_offset=+this.flags_fOffset);System.out.println(ntimeToLive=+this.timeToLive);System.out.println(nprptocol=+tocol);System.out.println(nHeaderChecksum=+this.headerChc);System.out.println(nsource_address=+this.source_address);System.out.println(nDes_address=+this.des_address);System.out.println(noption_padding=+this.options_padding);System.out.println(nsour_port=+this.source_port);System.out.println(ndes_port=+this.des_port);System.out.println(nseq_numer=+this.seq_number);System.out.println(nack_number=+this.ack_number);System.out.println(ninfo_ctrl=+_ctrl);System.out.println(nwindow=+this.window);System.out.println(nchecksum=+this.checksum);System.out.println(nurgent_pointer=+this.urgent_pointer);System.out.println(n#);public String ooString() StringBuilder s = new StringBuilder(); s.append(time_s=).append(this.time_s); s.append(ntime_ms=).append(this.time_ms); s.append(npLength=).append(this.pLength); s.append(nlength=).append(this.length); s.append(ncontent=).append(this.content); s.append(niTai=).append(this.tai); s.append(nversion_ihl=).append(this.tai);System.out.println(nversion_ihl=+this.version_ihl);System.out.println(ntos=+this.tos);System.out.println(ntotal_length=+this.totalLen);System.out.println(nidentification=+this.identification);System.out.println(nflags_offset=+this.flags_fOffset);System.out.println(ntimeToLive=+this.timeToLive);System.out.println(nprptocol=+tocol);System.out.println(nHeaderChecksum=+this.headerChc);System.out.println(nsource_address=+this.source_address);System.out.println(nDes_address=+this.des_address);System.out.println(noption_padding=+this.options_padding);System.out.println(nsour_port=+this.source_port);System.out.println(ndes_port=+this.des_port);System.out.println(nseq_numer=+this.seq_number);System.out.println(nack_number=+this.ack_number);System.out.println(ninfo_ctrl=+_ctrl);System.out.println(nwindow=+this.window);System.out.println(nchecksum=+this.checksum);System.out.println(nurgent_pointer=+this.urgent_pointer); return null; package PcapFinally;public class PcapHeader private int magic;/文件识别头，为1a2b3c4dprivate short magor_version;/主要版本private short minor_version;/次要版本private int timezone;/当地标准时间private int sigflags;/时间戳的精度private int snaplen;/最大的存储长度private int linktype;/链路类型public int getMagic()return magic;public void setMagic(int magic)this.magic=magic;public short getMagor_version()return magor_version;public void setMagor_version(short magor_version)this.magor_version=magor_version;public short getMinor_version()return minor_version;public void setMinor_version(short minor_version)this.minor_version=minor_version;public int getTimezone()return timezone;public void setTimezone(int timezone)this.timezone=timezone;public int getSigflags()return sigflags;public void setSigflags(int sigflags)this.sigflags=sigflags;public int getSnaplen()return snaplen;public void setSnaplen(int snaplen)this.snaplen=snaplen;public int getLinktype()return linktype;public void setLinktype(int linktype)this.linktype=linktype;public void otString()System.out.println(magic=+0x+Integer.toHexString(this.magic);System.out.println(nmagor_version=+this.magor_version);System.out.println(nminor_version=+this.minor_version);System.out.println(ntimezone=+this.timezone);System.out.println(nsigflags=+this.sigflags);System.out.println(nsnaplen=+this.snaplen);System.out.println(nlinktype=+this.linktype);public String toString()StringBuilder sbr=new StringBuilder();sbr.append(magic=).append(0x+Integer.toHexString(this.magic);return sbr.toString();package PcapFinally;import java.awt.BorderLayout;import java.awt.event.ActionEvent;import java.awt.event.ActionListener;import java.io.File;import java.io.FileInputStream;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;import java.util.ArrayList;import java.util.List;import javax.swing.JButton;import javax.swing.JFileChooser;import javax.swing.JFrame;import javax.swing.JLabel;import javax.swing.JPanel;import javax.swing.JScrollPane;import javax.swing.JTextArea;import javax.swing.JTextField;public class PcapParser static File file; JFrame jframe=new JFrame(五元组分包算法之按钮一);JPanel jpanela=new JPanel();JPanel jpanelb=new JPanel();JPanel jpanelc=new JPanel();JTextField selectpthJtf=new JTextField(40);JTextField outputpthJtf=new JTextField(40);JButton selectbtn=new JButton(选择原文件);JLabel outputbtn=new JLabel(输出文件路径);JButton jiexibao=new JButton(五元组分包);static JTextArea area=new JTextArea(22,22);JScrollPane jspane=new JScrollPane(area);public void inint()jpanela.add(jspane);jpanelb.add(selectpthJtf);jpanelb.add(selectbtn);jpanelb.add(outputpthJtf);jpanelb.add(outputbtn);jpanelc.add(jiexibao);jframe.add(jpanela,BorderLayout.NORTH);jframe.add(jpanelb,BorderLayout.CENTER);jframe.add(jpanelc,BorderLayout.SOUTH);area.setText(解析过程：);selectbtn.addActionListener(new ActionListener()Overridepublic void actionPerformed(ActionEvent arg0) / TODO Auto-generated method stubJFileChooser jchoose = new JFileChooser();/ jchoose.showDialog(null, 确定);if (jchoose.showDialog(null, 确定) = 1) return;file = jchoose.getSelectedFile();selectpthJtf.setText(jchoose.getSelectedFile().toString(););jiexibao.addActionListener(new ActionListener()Overridepublic void actionPerformed(ActionEvent arg0) / TODO Auto-generated method stubtry dealWith();outputpthJtf.setText(五元组分包后的文件在本程序的项目中，或者在JDK文件下面，五元组命名中，6代表tcp协议，7代表Udp协议); catch (IOException e) / TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace(););jframe.pack();jframe.setVisible(true);jframe.setSize(666,555);private static void reverseByteArray(byte arr)byte temp;int n=arr.length;for(int i=0;in/2;i+)temp=arri;arri=arrn-1-i;arrn-1-i=temp;private static int byteArrayToInt(byte b,int offset)int value=0;for(int i=0;i4;i+)int shift=(4-1-i)*8;value+=(bi+offset&0x000000FF)shift;return value;private static short byteArrayToShort(byteb,int offset)short value=0;for(int i=0;i2;i+)int shift=(2-1-i)*8;value+=(bi+offset&0x000000FF)shift;return value;public static void main(String args) throws IOException / TODO Auto-generated method stubPcapParser pp=new PcapParser();pp.inint();private static void dealWith() throws IOException FileInputStream fis=new FileInputStream(file);byte buffer_4=new byte4;byte buffer_2=new byte2;PcapHeader header=new PcapHeader();Pcap pcap=new Pcap();int m=fis.read(buffer_4);if(m!=4)return;reverseByteArray(buffer_4);header.setMagic(byteArrayToInt(buffer_4, 0);m=fis.read(buffer_2);reverseByteArray(buffer_2);header.setMagor_version(byteArrayToShort(buffer_2,0);m=fis.read(buffer_2);reverseByteArray(buffer_2);header.setMinor_version(byteArrayToShort(buffer_2,0);m=fis.read(buffer_4); reverseByteArray(buffer_4);header.setTimezone(byteArrayToInt(buffer_4,0);m=fis.read(buffer_4);reverseByteArray(buffer_4);header.setSigflags(byteArrayToInt(buffer_4,0);m=fis.read(buffer_4);reverseByteArray(buffer_4);header.setSnaplen(byteArrayToInt(buffer_4,0);m=fis.read(buffer_4);reverseByteArray(buffer_4);header.setLinktype(byteArrayToInt(buffer_4,0);header.otString();pcap.setHeader(header);List dataList=new ArrayList();while (m0)PcapData data=new PcapData();m=fis.read(buffer_4);if(m0)break;reverseByteArray(buffer_4);data.setTime_s(byteArrayToInt(buffer_4,0);m=fis.read(buffer_4);reverseByteArray(buffer_4);data.setTime_ms(byteArrayToInt(buffer_4,0);m=fis.read(buffer_4);reverseByteArray(buffer_4);data.setpLength(byteArrayToInt(buffer_4,0);m=fis.read(buffer_4);reverseByteArray(buffer_4);data.setLength(byteArrayToInt(buffer_4,0);byte content=new bytedata.getpLength(); m=fis.read(content);data.setContent(content);byte ti=new byte14;for(int i=0;i14;i+)tii=contenti;data.setiTai(ti.toString();byte ver_ihla=new byte1;for(int i=0;i1;i+)int b=i+14