前言

本实验难点是在于Windows下的raw socket有太多的限制，因此用winpcap编程功能更加强大，但是根据指导书要求要用原始套接字，原始套接字在Linux系统下也十分强大，结尾附上Linuxraw socket源码，但是因为我本人想要将课设全部写在同一个软件中，只能查询资料实现Windows。
参考博客：(感谢大佬)
https://www.writebug.com/git/codes?owner=Schoolleave&repo=RawSocket_Test
不过需要指出的是，大佬的代码对于TCP的解析是有问题的，第一是TCP报文长度，第二个是TCP数据部分的解析，由于课设时间和本人的能力有限，仅做了部分修改。再次感谢大佬的开源！！！

白嫖容易，创作不易，本文原创，转载请注明！！！
源码和可运行程序：
链接：https://pan.baidu.com/s/1A9KctmpP2JJgyW2wLrehIg
提取码：Lin2

计算机网络课程设计：
计算机网络课程设计之网络聊天程序的设计与实现
计算机网络课程设计之Tracert与Ping程序设计与实现
计算机网络课程设计之基于 IP 多播的网络会议程序
计算机网络课程设计之网络嗅探器的设计与实现
计算机网络课程设计之电子邮件客户端程序设计与实现
计算机网络课程设计之TELNET 终端设计与实现
计算机网络课程设计之网络代理服务器的设计与实现
计算机网络课程设计之简单 Web Server 程序的设计与实现

Qt入门系列：
Qt学习之C++基础
Qt学习之Qt安装
Qt学习之Qt基础入门(上)
Qt学习之Qt基础入门(中)
Qt学习之Qt基础入门(下)

创作不易，整个课程设计程序3000多行代码，所有实验都写在了一个程序中，时间有限，能力不足，转载望注明！！！
本文链接
个人博客：https://ronglin.fun/archives/270
PDF链接：见博客网站
CSDN: https://blog.csdn.net/RongLin02/article/details/122510398

实验题目

网络嗅探器的设计与实现

实验目的

参照附录 4 raw socket 编程例子，设计一个可以监视网络的状态、数据流动情况以及网络上传输的信息的网络嗅探器。

总体设计

（含背景知识或基本原理与算法、或模块介绍、设计步骤等）
主要用到的是RawSocket
主要是思路是：
创建RawSocket套接字-> 绑定到对应的网卡上 -> 设置混杂模式(为了抓到所有包) -> 调用recvfrom()接受数据 ->解析数据
主要的难点是要根据抓到的数据报解析协议，然后根据不同的协议解析对应的数据，注意的是要根据不用的协议的不同的首部长度来提取数据内容
背景知识

原始套接字工作原理与规则
原始套接字是一种不同于 SOCK_STREAM 和 SOCK_DGRAM 的套接字，它实现于系统核心。它的创建方式跟 TCP/UDP 创建方法几乎是一模一样，例如，通过

int sockfd;
sockfd=socket(AF_INET，SOCK_RAW，IPPROTO_ICMP);

这两句程序你就可以创建一个原始套接字。这种类型套接字的功能与 TCP 或者 UDP 类型套接字的功能有很大的不同：TCP/UDP 类型的套接字只能够访问传输层以及传输层以上的数据，因为当 IP层把数据传递给传输层时，下层的数据包头已经被丢掉了。而原始套接字却可以访问传输层以下的数据，所以使用 raw 套接字你可以实现上至应用层的数据操作，也可以实现下至链路层的数据操作。比如：通过

sock=socket(PF_PACKET，SOCK_RAW，htons(ETH_P_IP))

方式创建的 rawsocket 就能直接读取链路层的数据。
1)使用原始套接字时应该注意的问题(参考<<unix 网络编程>>以及网上的优秀文档)
(1)：对于 UDP/TCP 产生的 IP 数据包，内核不将它传递给任何原始套接字，而只是将这些数据交给对应的 UDP/TCP 数据处理句柄(所以，如果你想要通过原始套接字来访问 TCP/UDP 或者其它类型的数据，调用 socket 函数创建原始套接字第三个参数应该指定为 htons(ETH_P_IP)，也就是通过直接访问数据链路层来实现。(我们后面的密码窃取器就是基于这种类型的)。
(2)：对于 ICMP 和 EGP 等使用 IP 数据包承载数据但又在传输层之下的协议类型的 IP 数据包，内核不管是否已经有注册了的句柄来处理这些数据，都会将这些 IP 数据包复制一份传递给协议类型匹配的原始套接字。
(3)：对于不能识别协议类型的数据包，内核进行必要的校验，然后会查看是否有类型匹配的原始套接字负责处理这些数据，如果有的话，就会将这些 IP 数据包复制一份传递给匹配的原始套接字，否则，内核将会丢弃这个 IP 数据包，并返回一个 ICMP 主机不可达的消息给源主机。
(4)：如果原始套接字 bind 绑定了一个地址，核心只将目的地址为本机 IP 地址的数据包传递给原始套接字，如果某个原始套接字没有 bind 地址，核心就会把收到的所有 IP 数据包发给这个原始套接字。
(5)：如果原始套接字调用了 connect 函数，则核心只将源地址为 connect 连接的 IP 地址的 IP 数据包传递给这个原始套接字。
(6)：如果原始套接字没有调用 bind 和 connect 函数，则核心会将所有协议匹配的 IP 数据包传递给这个原始套接字。
2. 编程选项
原始套接字是直接使用 IP 协议的非面向连接的套接字，在这个套接字上可以调用 bind 和 connect函数进行地址绑定。说明如下：
(1)bind 函数：调用 bind 函数后，发送数据包的源 IP 地址将是 bind 函数指定的地址。如果不调用bind，则内核将以发送接口的主IP地址填充IP头。如果使用 setsockopt 设置了IP_HDRINCL(headerincluding)选项，就必须手工填充每个要发送的数据包的源 IP 地址，否则，内核将
自动创建 IP 首部。
(2)connetc 函数：调用 connect 函数后，就可以使用 write 和 send 函数来发送数据包，而且内核将会用这个绑定的地址填充 IP 数据包的目的 IP 地址，否则的话，则应使用 sendto 或 sendmsg 函数来发送数据包，并且要在函数参数中指定对方的 IP 地址。
综合以上种种功能和特点，我们可以使用原始套接字来实现很多功能，比如最基本的数据包分析，主机嗅探等。其实也可以使用原始套接字作一个自定义的传输层协议

详细设计

（含主要的数据结构、程序流程图、关键代码等）
核心的功能方法主要有两个
1.转化结果

QString getDataFromPacket(BYTE *lpBuf, int iLen, int iPrintType);

此方法是用来将一个字节数组转化为一个可输出的字符串，int iPrintType有两个参数，一个是按照16进制输出，还有一个是按照ASCII码输出。
前者用到的主要解析代码如下

len += sprintf(t+len,"%02x ",lpBuf[i]);

主要是用系统的格式化输出到字符串中，用到%x输出
后者解析ASCII码用的是强制类型转化，如下

t[len++] =(char)lpBuf[i];

解析数据报

void analyseRecvPacket(BYTE *lpBuf);

这个方法是核心，当然主要是参考了大佬的解析代码，下边进行简单的说明
主要流程有两个，一个是先分析IP包的协议类型，第二个是根据协议类型分析首部和数据部分，代码如下：

void MySniffer::analyseRecvPacket(BYTE *lpBuf)
{//Windows上没办法用Raw Socket抓MAC层的数据包，只能抓到IP层及以上的数据包！！！//注意：数据包的字节顺序转换问题！！！//这里要将网络字节序转换为本地字节序struct sockaddr_in saddr, daddr;PIPV4HEADER t_ip = (PIPV4HEADER)lpBuf;if(t_ip->ipv4_pro == IPPROTO_ICMP){saddr.sin_addr.s_addr = t_ip->ipv4_sourpa;daddr.sin_addr.s_addr = t_ip->ipv4_destpa;emit this->sendData(QStringList()<<"ICMP"<<inet_ntoa(saddr.sin_addr)<<inet_ntoa(daddr.sin_addr)<<""<<"");}else if(t_ip->ipv4_pro == IPPROTO_IGMP){saddr.sin_addr.s_addr = t_ip->ipv4_sourpa;daddr.sin_addr.s_addr = t_ip->ipv4_destpa;emit this->sendData(QStringList()<<"IGMP"<<inet_ntoa(saddr.sin_addr)<<inet_ntoa(daddr.sin_addr)<<""<<"");}else if(t_ip->ipv4_pro == IPPROTO_TCP){PTCPHEADER tcp = (PTCPHEADER)(lpBuf + (t_ip->ipv4_ver_hl & 0x0F) * 4);int hlen = ((t_ip->ipv4_ver_hl & 0x0F) * 4) + ((((tcp->tcp_hlen)>>4 & 0x0F) * 4)& 0x0F);int dlen = ((quint16)ntohs(t_ip->ipv4_plen )) - hlen;    //这里要将网络字节序转换为本地字节序saddr.sin_addr.s_addr = t_ip->ipv4_sourpa;daddr.sin_addr.s_addr = t_ip->ipv4_destpa;QStringList string_tcp;string_tcp<<"TCP";string_tcp <<QString(inet_ntoa(saddr.sin_addr))+":"+QString::number(ntohs(tcp->tcp_sourport));string_tcp <<QString(inet_ntoa(daddr.sin_addr))+":"+QString::number(ntohs(tcp->tcp_destport));string_tcp<<getDataFromPacket((lpBuf + hlen), dlen, 0);//MyPrintf("ack:%u  syn:%u length=%d\n", tcp->tcp_acknu, tcp->tcp_seqnu, dlen);string_tcp <<QString("ack:%1  syn:%2 length=%3").arg(tcp->tcp_acknu).arg(tcp->tcp_seqnu).arg(dlen);emit this->sendData(string_tcp);}else if(t_ip->ipv4_pro == IPPROTO_UDP){PUDPHEADER udp = (PUDPHEADER)(lpBuf + (t_ip->ipv4_ver_hl & 0x0F) * 4);int hlen = (int)((t_ip->ipv4_ver_hl & 0x0F) * 4 + sizeof(UDPHEADER));int dlen = (int)(ntohs(udp->udp_hlen) - 8);// int dlen = (int)(udp->udp_hlen - 8);saddr.sin_addr.s_addr = t_ip->ipv4_sourpa;daddr.sin_addr.s_addr = t_ip->ipv4_destpa;QStringList string_udp;string_udp<<"UDP";string_udp <<QString(inet_ntoa(saddr.sin_addr))+":"+QString::number(ntohs(udp->udp_sourport));string_udp <<QString(inet_ntoa(daddr.sin_addr))+":"+QString::number(ntohs(udp->udp_destport));string_udp<<getDataFromPacket((lpBuf + hlen), dlen, 0);string_udp <<"";emit this->sendData(string_udp);}else{saddr.sin_addr.s_addr = t_ip->ipv4_sourpa;daddr.sin_addr.s_addr = t_ip->ipv4_destpa;emit this->sendData(QStringList()<<"OTHER"<<inet_ntoa(saddr.sin_addr)<<inet_ntoa(daddr.sin_addr)<<""<<"");}}

需要注意的是，数据报的格式定义在了一个packetstruct.h的文件中，其中定义了IPV4、IPV6、ARP字段结构体、以太网帧头格式结构体、TCP、UDP的结构体

实验结果与分析

点击保存到文件，然后把数据保存到，软件运行路径下

打开txt文件，可以看到数据格式

可以注意到，TCP格式的解析有问题，UDP的首部是固定8字节，解析起来就比较简单，所以没啥问题，但是TCP首部复杂，问题主要出现在长度解析和内容解析，精力有限，如果还有时间就再次深入的修改一下代码。
根据TCP首部，做了部分修改

小结与心得体会

通常我们都是使用类似WireShark的抓包软件嗅探数据包，这些抓包工具大部分都是基于WinPcap库实现的数据包嗅探功能。而现在，本实验是使用原始套接字的RawSocket方式实现数据包的嗅探。当然，和WinPcap相比，Raw Socket有很大的局限性。，它只能抓到IP层及以上的数据包，抓不到MAC层的数据包。而且还需要管理员权限，但是本次实验对于TCP/UDP的数据格式有了很深的理解，获益匪浅。
=w=

计算机网络课程设计之网络嗅探器的设计与实现相关推荐

计算机网络课程设计之网络代理服务器的设计与实现
前言本实验因为时间有限,写的比较草率... 白嫖容易,创作不易,本文原创,转载请注明!!! 源码和可运行程序: 链接:https://pan.baidu.com/s/1A9KctmpP2JJgyW2 ...
网络嗅探器的设计（1）
本文参考刘冰的<网络攻击与防御技术实验报告> 框架设计说起网络嗅探器的设计,需要先学习系统的框架设计.说起系统的设计,有以下: C++语言的QT.MFC.gtk Java语言的SSH ...
网络嗅探器的设计与实现 python实现计算机网络课程设计
实验内容设计一个可以监视网络的状态.数据流动情况以及网络上传输的信息的网络嗅探器代码 import socket import threading import time import logg ...
网络嗅探器的设计开发------C++
第1章网络嗅探器的测试与分析 1.1 嗅探器分析 1:基于数据库的用户登录界面在注册的时候,就将用户所注册的信息加载到数据库中(用户的密码为了保正数据的CIA特性,在加入数据库的时候我使用了MD5 ...
计网实验c/c++、网络嗅探器的设计与实现
参照附录 4 raw socket 编程例子,设计一个可以监视网络的状态.数据流动情况以及网络上传输的信息的网络嗅探器. 显示了流量信息,若要查看报文信息请修改注释. 自动获取ip #include ...
网络嗅探器的设计（2）
参考https://blog.csdn.net/qq_34838643/article/details/78891127 标题使用java进行实现网络嗅探器. 实验环境 Win10+Eclipse+ ...
计算机网络课程设计之基于 IP 多播的网络会议程序
前言本实验难点在于环境的配置,尤其是多网卡配置,经过查阅资料和多次小伙伴们测试,最后终于找到问题的根源问题分析和配置主要放在实验结果与分析栏中结尾附上指导书的IP多播源码白嫖容易,创作不易,本 ...
计算机网络课程设计之网络聊天程序的设计与实现
前言计算机网络课程设计开始,要求用C/C++,而且有些题目还要有图形界面,因此决定用Qt写图形界面,同时决定用一个程序完成所有的实验设计. 白嫖容易,创作不易,本文原创,转载请注明!!! 源码和可运 ...
计算机网络课程设计之简单 Web Server 程序的设计与实现
前言本实验是实现一个简易的webserver,我们一直在访问网站,甚至还做过Web课程设计,部署过Tomcat等等,所以说这次实验能更深入的了解其原理白嫖容易,创作不易,本文原创,转载请注明!!! ...

计算机网络课程设计之网络嗅探器的设计与实现

前言