Jpcap 网络抓包工具

最新推荐文章于 2024-05-20 13:24:49 发布

iteye_8122

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文章标签：操作系统网络 java

1.jpcap说明与安装

JAVA语言虽然在TCP/UDP传输方面给予了良好的定义，但对于网络层以下的控制，却是无能为力的。JPCAP扩展包弥补了这一点，jPcap是一个可以让java工作在链路层的类库；当然，它底层还是使用了本机API通过Jini调用，在javaAPI中得到数据。JPCAP实际上并非一个真正去实现对数据链路层的控制，而是一个中间件，JPCAP调用wincap/libpcap，而给JAVA语言提供一个公共的接口，从而实现了平台无关性。在官方网站上声明，JPCAP支持FreeBSD 3.x, Linux RedHat 6.1, Fedora Core 4, Solaris, and Microsoft Windows 2000/XP等系统。jPcap下载地址：http://netresearch.ics.uci.edu/kfujii/jpcap/doc/index.html ；你可以从jpcap网站上直接下载它的桌面应用程序进行测试，可以全面的统计本机的网络数据流量及收发包数据。

    Java代码 
    
  
 JpcapisaJavaclasspackagethatallowsJavaapplicationstocaptureand/orsendpacketstothenetwork. 
 Jpcapisbasedonlibpcap/winpcapandRawSocketAPI.Therefore,JpcapissupposedtoworkonanyOSonwhichlibpcap/winpcaphasbeenimplemented.Currently,JpcaphasbeentestedonFreeBSD3.x,LinuxRedHat6.1,FedoraCore4,Solaris,andMicrosoftWindows2000/XP. 
 Jpcapsupportsthefollowingtypesofpackets:Ethernet,IPv4,IPv6,ARP/RARP,TCP,UDP,andICMPv4.Othertypesofpacketsarecapturedasrawpackets(i.e.,instancesofthePacketclass)whichcontainsthewholedataofthepackets.ThisallowsJavaapplicationstoanalyzeunsupportedpackettypes. 

本项目中使用的是jPcap0.6版本，从其网站上下载Source build后，可以看到其下详细的目录结构，源码，例程及Native lib。

使用jPcap可以编写出功能完备的网络嗅测程序，本节中，我们只是使用其非常简单的一个功能：统计本机每块网卡上收发数据的总量。
特别注意：jpcap运行时依赖winCap的类库，使用前必须在机地安装winCap(http://www.winpcap.org/ )(如果是在liunx上，则请到http://www.tcpdump.org/ 下载)。本节中jPcap版本为0.6，winCap版本为4.0，运行与win32系统上。

2.jPcap小试:显示本机网络接口详情

jPcap中的API非常简单，可查看其在线文档：http://netresearch.ics.uci.edu/kfujii/jpcap/doc/javadoc/index.html 。当然，要灵活的使用，你必须有良好的tcp/ip协议知识基础，对常用的3个关键类，简介如下：
JpcapCaptor类

这个类是jPcap中的核心对象，一个JpcapCaptor对象代表了了系统中的一个网络接口卡；通过对JpcapCaptor对象的调用，实现网络数据包的抓取和发送。它供了一系列静态方法调用如：获取网卡列表，获取某个网卡上的JpcapCaptor对象。

static NetworkInterface[]getDeviceList()
这个静态方法调用，可以返回机器上网络接口卡对象的数组，数组中每一个NetworkInterface元素对象代表一个网络接口；一般使用jPcap所要做的第一步调用就是这个方法。
static JpcapCaptor openDevice(NetworkInterface interface, int snaplen, boolean promisc, int to_ms)
取得在指定网卡上的Jpcapcator对象，Interface：上所返回的某个网卡对象Snaplen：一次性要抓取数据包的最大长度。 Promisc：设置是否混杂模式。处于混杂模式将接收所有数据包，如果设置为混杂模式后调用了包过滤函数setFilter()将不起任何作用； To_ms：这个参数主要用于processPacket()方法，指定超时的时间；
int loopPacket(int count, PacketReceiver handler)
常用的一种模式是，通过getDeviceList()取得所有网络接口，再通过openDevice方法取得每个网络接口上的JpcapCaptor对象，就可通过这个方法抓包了。loopPacket方法中count参数表示要抓的包的数目，如果设备为-1，责表示永远抓下去---方法不会返回；第二个参数必须是实现了PacketReceiver接口的一个对象，抓到的包将调用这个PacketReceiver对象中的receivePacket(Packet packet)方法处理；所以抓包前，我们必须写一个实现了PacketReceiver接口的类。特别注意的是：这个方法的调用会阻塞等待，如果没有抓到指定count的包、或count设为-1，这个方法都不会返回。所以，聪明的你肯定想到了，如果要抓取机器上多个卡口上的包，这个方法必须放在一个独立的线程中。
void breakLoop()
即上JpcapCaptor对象上阻塞等待的方法强制终止。当调用processPacket()和loopPacket()后，再调用这个方法可以强制让processPacket()和loopPacket()停止。

interface PacketReceiver :

数据包处理器接口定义，要处理收到的数据包，必须编写这个接口的实现类，在JpcapCaptor对象的loopPacket方法中调用.

这个接口中仅有一个方法定义：
Void receivePacket (Packet p)
实现类中处理接收到的Packet对象的方法。每个Packet对象代表从热指定网络接口上抓取到的数据包。

NetworkInterface类

NetworkInterface类该类的每一个实例代表一个网络设备，一般就是网卡。这个类只有一些数据成员，除了继承自java.lang.Object的基本方法以外，没有定义其它方法。(但我还不知它与jdk5.0以上的API中的java.net.InterfaceAddress类是否可以互换)。

NetworkInterfaceAddress[]addresses
这个接口的网络地址。设定为数组应该是考虑到有些设备同时连接多条线路，例如路由器。但我们的PC机的网卡一般只有一条线路，所以我们一般取addresses[0]就够了。
java.lang.String datalink_description.
数据链路层的描述。描述所在的局域网是什么网。例如，以太网（Ethernet）、无线LAN网（wireless LAN）、令牌环网(token ring)等等。
java.lang.String datalink_name datalink_name
该网络设备所对应数据链路层的名称。具体来说，例如Ethernet10M、100M、1000M等等。
java.lang.String description
网卡是XXXX牌子XXXX型号之类的描述。例如我的网卡描述：Realtek RTL8169/8110 Family Gigabit Ethernet NIC
boolean Loopback 标志这个设备是否loopback设备。
byte[]mac_address 网卡的MAC地址，6个字节。
java.lang.String Name 这个设备的名称。例如我的网卡名称：\Device\NPF_{3CE5FDA5-E15D-4F87-B217-255BCB351CD5}
jPcap的API使用很简单，如下代码示例：显示机器上的所有网络接口DispalyNetInterface.java：

    Java代码 
    
  
 importjpcap.JpcapCaptor; 
 importjpcap.NetworkInterface; 
 importjpcap.PacketReceiver; 
 importjpcap.packet.Packet; 
 /** 
 *使用jpcap显示网络接口数据. 
 */ 
 publicclassDispalyNetInterface{ 
  
  
 publicstaticvoidmain(Stringargs[]){ 
 try{ 
 //获取本机上的网络接口对象数组 
 finalNetworkInterface[]devices=JpcapCaptor.getDeviceList(); 
 for(inti=0;i<devices.length;i++){ 
 NetworkInterfacenc=devices[i]; 
 //一块卡上可能有多个地址: 
 Stringaddress=""; 
 for(intt=0;t<nc.addresses.length;t++){ 
 address+="|addresses["+t+"]:"+nc.addresses[t].address.toString(); 
 } 
 //打印说明: 
 System.out.println("第"+i+"个接口:"+"|name:"+nc.name 
 +"|loopback:"+nc.loopback+"\r\naddress:"+address); 
 } 
  
 }catch(Exceptionef){ 
 ef.printStackTrace(); 
 System.out.println("显示网络接口数据失败:"+ef); 
 } 
 } 
 } 

不幸的是，这段代码运行时会报如下错误：

    Java代码 
    
  
 Exceptioninthread"main"java.lang.UnsatisfiedLinkError:nojpcapinjava.library.path 
 atjava.lang.ClassLoader.loadLibrary(ClassLoader.java:1682)atjava.lang.Runtime.loadLibrary0(Runtime.java:823)atjava.lang.System.loadLibrary(System.java:1030)atjpcap.JpcapCaptor.<clinit>(JpcapCaptor.java:250)atcn.netjava.cewolf.DispalyNetInterface.main(DispalyNetInterface.java:19) 

还记得我们介绍jPcap: “它底层还是使用了本机API通过Jini调用，在javaAPI中得到数据”，这是因为当前cp中少了jpcap要调用的本地dll库。将jpacp下载后lib下面的jpcap.dll复制到当前项目目录下，如果你仅得制了jpcap.dll，操作系统没有安装wincap(http://www.winpcap.org/install/default.htm )，则会看到如下错误提示：

    Java代码 
    
  
 Exceptioninthread"main"java.lang.UnsatisfiedLinkError:E:\workspace\trafficManager\jpcap.dll:Can'tfinddependentlibraries 
 atjava.lang.ClassLoader$NativeLibrary.load(NativeMethod)atjava.lang.ClassLoader.loadLibrary0(ClassLoader.java:1751)atjava.lang.ClassLoader.loadLibrary(ClassLoader.java:1676)atjava.lang.Runtime.loadLibrary0(Runtime.java:823)atjava.lang.System.loadLibrary(System.java:1030)atjpcap.JpcapCaptor.<clinit>(JpcapCaptor.java:250)atcn.netjava.cewolf.DispalyNetInterface.main(DispalyNetInterface.java:17) 

配置完好后，再次运行，输出结果正常：
第0个接口:|name: \Device\NPF_GenericDialupAdapter|loopback: false
address: 第1个接口:|name: \Device\NPF_{2A5FD532-45A3-4A2B-9B68-F34C14E4FD2C}|loopback: falseaddress: |addresses[0]: /220.192.159.105第2个接口:|name: \Device\NPF_{14303C1A-4DB3-4BC9-979E-34063E070CBB}|loopback: falseaddress: |addresses[0]: /192.168.1.44
在我的机器上，开着一块局网网卡和一块无线网卡，都显示出来了；上面的”第0个接口”就是指本机的127.0.0.1的回环地址。但不知为什么，loopback也会是false？

要注意两点：一个是jpcap.dll要在路径中；另外，在统计流量时，本机回环地址不需要统计，一般是第0个接口。接下来我们看抓取网卡上的数据包是多么简单：

抓包前，首先要编写实现了PacketReceiver接口的类，即数据包处理器，由与抓包时，对应某个网络接口的JpcapCaptor对象会阻塞，所以我们将每个网卡上得到的对应的JpcapCaptor对象放到一个独立线程中运行；TestPacketReceiver是个数据包解析器，本例中我们只是简单打印出收到的数据包类型及关键参数，阅读如下代码建议参照jPcap的在线文档(http://netresearch.ics.uci.edu/kfujii/jpcap/doc/javadoc/index.html )
TestPacketReceiver.java代码如下：

    Java代码 
    
  
 importjpcap.JpcapCaptor; 
 importjpcap.NetworkInterface; 
 importjpcap.PacketReceiver; 
 importjpcap.packet.*; 
 /** 
 *使用jpcap显示网络上的各种数据包 
 *@authorwww.NetJava.cn 
 */ 
 publicclassDispalyNetPacket{ 
  
 //程序启动主方法 
 publicstaticvoidmain(Stringargs[]){ 
 try{ 
 //获取本机上的网络接口对象数组 
 finalNetworkInterface[]devices=JpcapCaptor.getDeviceList(); 
 for(inti=0;i<devices.length;i++){ 
 NetworkInterfacenc=devices[i]; 
 //创建某个卡口上的抓取对象,最大为2000个 
 JpcapCaptorjpcap=JpcapCaptor.openDevice(nc,2000,true,20); 
 startCapThread(jpcap); 
 System.out.println("开始抓取第"+i+"个卡口上的数据"); 
 } 
 }catch(Exceptionef){ 
 ef.printStackTrace(); 
 System.out.println("启动失败:"+ef); 
 } 
  
 } 
 //将每个Captor放到独立线程中运行 
 publicstaticvoidstartCapThread(finalJpcapCaptorjpcap){ 
 JpcapCaptorjp=jpcap; 
 java.lang.Runnablernner=newRunnable(){ 
 publicvoidrun(){ 
 //使用接包处理器循环抓包 
 jpcap.loopPacket(-1,newTestPacketReceiver()); 
 } 
 }; 
 newThread(rnner).start();//启动抓包线程 
 } 
 } 
  
 /** 
 *抓包监听器,实现PacketReceiver中的方法:打印出数据包说明 
 *@authorwww.NetJava.cn 
 */ 
 classTestPacketReceiverimplementsPacketReceiver{ 
 /** 
 *实现的接包方法: 
 */ 
 publicvoidreceivePacket(Packetpacket){ 
 //Tcp包,在javaSocket中只能得到负载数据 
 if(packetinstanceofjpcap.packet.TCPPacket){ 
 TCPPacketp=(TCPPacket)packet; 
 Strings="TCPPacket:|dst_ip"+p.dst_ip+":"+p.dst_port 
 +"|src_ip"+p.src_ip+":"+p.src_port 
 +"|len:"+p.len; 
 System.out.println(s); 
 } 
 //UDP包,开着QQ,你就会看到:它是tcp+udp 
 elseif(packetinstanceofjpcap.packet.UDPPacket){ 
 UDPPacketp=(UDPPacket)packet; 
 Strings="UDPPacket:|dst_ip"+p.dst_ip+":"+p.dst_port 
 +"|src_ip"+p.src_ip+":"+p.src_port 
 +"|len:"+p.len; 
 System.out.println(s); 
 } 
 //如果你要在程序中构造一个ping报文,就要构建ICMPPacket包 
 elseif(packetinstanceofjpcap.packet.ICMPPacket){ 
 ICMPPacketp=(ICMPPacket)packet; 
 //ICMP包的路由链 
 Stringrouter_ip=""; 
 for(inti=0;i<p.router_ip.length;i++){ 
 router_ip+=""+p.router_ip[i].getHostAddress(); 
 } 
 Strings="@@@ICMPPacket:|router_ip"+router_ip 
 +"|redir_ip:"+p.redir_ip 
 +"|mtu:"+p.mtu 
 +"|length:"+p.len; 
 System.out.println(s); 
 } 
 //是否地址转换协议请求包 
 elseif(packetinstanceofjpcap.packet.ARPPacket){ 
 ARPPacketp=(ARPPacket)packet; 
 //Returnsthehardwareaddress(MACaddress)ofthesender 
 Objectsaa=p.getSenderHardwareAddress(); 
 Objecttaa=p.getTargetHardwareAddress(); 
 Strings="***ARPPacket:|SenderHardwareAddress"+saa 
 +"|TargetHardwareAddress"+taa 
 +"|len:"+p.len; 
 System.out.println(s); 
  
 } 
 //取得链路层数据头:如果你想局网抓包或伪造数据包，嘿嘿 
 DatalinkPacketdatalink=packet.datalink; 
 //如果是以太网包 
 if(datalinkinstanceofjpcap.packet.EthernetPacket){ 
 EthernetPacketep=(EthernetPacket)datalink; 
 Strings="datalinklayerpacket:" 
 +"|DestinationAddress:"+ep.getDestinationAddress() 
 +"|SourceAddress:"+ep.getSourceAddress(); 
 System.out.println(s); 
 } 
 } 
  
 } 

运行这段程序，你机器从网络收所有收发到的数据，就都可以展现在你眼前了！，在我的机器上，摘抄一段输出如下：

    Java代码 
    
  
 datalinklayerpacket:|DestinationAddress:01:00:5e:00:00:01|SourceAddress:00:19:e0:f0:ee:55 
 datalinklayerpacket:|DestinationAddress:01:00:5e:26:4c:da|SourceAddress:00:e0:81:03:7c:01TCPPacket:|dst_ip/128.195.10.200:80|src_ip/192.168.1.44:1083|len:62datalinklayerpacket:|DestinationAddress:00:19:e0:f0:ee:55|SourceAddress:00:02:8a:96:d1:ab***ARPPacket:|SenderHardwareAddress00:19:e0:f0:ee:55|TargetHardwareAddress00:00:00:00:00:00|len:60datalinklayerpacket:|DestinationAddress:ff:ff:ff:ff:ff:ff|SourceAddress:00:19:e0:f0:ee:55***ARPPacket:|SenderHardwareAddress00:02:8a:96:d1:ab|TargetHardwareAddress00:19:e0:f0:ee:55|len:42datalinklayerpacket:|DestinationAddress:00:19:e0:f0:ee:55|SourceAddress:00:02:8a:96:d1:abTCPPacket:|dst_ip/192.168.1.44:1083|src_ip/128.195.10.200:80|len:62datalinklayerpacket:|DestinationAddress:00:02:8a:96:d1:ab|SourceAddress:00:19:e0:f0:ee:55 

注意：你可能认为要抓取的数据包应分为发送出去的和接收到的；但对jPcap而言，数据包是从网卡上抓取到的一个packet对象，packet没有收发的概念；如果你要确定这个packet的方向，则可根据其中的属性数据值，如源地址、目标地址确认。如果想深入的研究网络协议就请继续钻研吧，我们的任务可仅仅只是统计网络流量，demo了这么多，赶快实现我们的数据统计模块。