libpcap BSD Packet Filter(BPF)

ubuntuer

   为了做到尽可能的灵活，这个过滤程序可以根据使用者的定义来运行！这个程序是由一种名为BPF的伪机器码写成的。BPF看上去很象带着一对寄存器和保存值的汇编语言，完成数学运算和条件分支程序！过滤程序检查每个包，BP进程操作的内存空间包含着报文数据！过滤的结果是一个整数，指出有多少字节的报文需要送到应用层。这是一个更进一步的优点，因为我们一般只对报文的前面几个字节感兴趣，这样可以避免复制过量的数据以节省进程时间。
虽然BPF语言非常简单易学，但是大多数人还是习惯于人类可以阅读的表达方式！所以为了不用BPF语言去描述那些细节和代码，我们将下面开始讨论如何得到一个过滤器的代码！
首先，你需要安装tcpdump，可以从LBL得到！但是，如果你正在读本文，那似乎说明你已经会使用tcpdump了！第一个版本的作者也是那些写BPF的人，事实上，tcpdump要用到BPF，它要用到一个叫libpcap的类库，以此去抓包和过滤。这个类库是一个与操作系统无关的独立的包，为BPF的实现提供支持，当在装有LINUX的机器上使用时，BPF的功能就由LINUX包过滤器实现了！
libpcap提供的一个最有用的函数是pcap_compile(), 它可以把一个输入输出的逻辑表达式变为BPF代码！tcpdump利用这个函数完成在用户输入的命令行和BPF代码之间的转换！tcpdump有个我们很感兴趣但是很少使用的参数 ，-d，可以输出BPF代码！
举个例子，如果tcpdump host 192.168.9.10那么将启动嗅探器并只抓到源地址或者目的地址是192.168.9.10的报文！如果tcpdump -d host 192.168.9.10那么将显示出BPF代码，见下面
Example 3.
Seal:~# tcpdump -d host 192.168.9.10
(000) ldh      [12]
(001) jeq      #0x800           jt 2    jf 6
(002) ld       [26]
(003) jeq      #0xc0a8090a      jt 12   jf 4
(004) ld       [30]
(005) jeq      #0xc0a8090a      jt 12   jf 13
(006) jeq      #0x806           jt 8    jf 7
(007) jeq      #0x8035          jt 8    jf 13
(008) ld       [28]
(009) jeq      #0xc0a8090a      jt 12   jf 10
(010) ld       [38]
(011) jeq      #0xc0a8090a      jt 12   jf 13
(012) ret      #68
(013) ret      #0
我们简单的分析一下这个代码，0-1，6-7行在确定被抓到的帧是否在传输着IP，ARP或者RARP协议，通过比较帧的第12格的值与协议的特征值（见/usr/include/linux/if_ether.h）！如果比较失败，那么丢弃这个包！
2－5，8－11行是比较帧的源地址和目的地址是否与192.168.9.10相同！注意，不同的协议，地址值在帧中的偏移位不同，如果是IP协议，它在26－30，如果是其他协议，它在28－38如果有一个地址符合，那么帧的前68字节将被送到应用程序去（第12行）
这个过滤器也不是总是有效的，因为它产生于一般的使用BPF的机器，没考虑到一些特殊结构的机器！在一些特殊情况下，过滤器由PF_PACKET进程运行，也许已经检查过以太协议了！这个根据你在socket()调用初使化的时候指定的那些协议！如果不是ETH_P_ALL（抓所有的报文），那么只有那些符合指定的协议类型的报文会流过过滤器！举个例子，如果是ETH_P_IP socket，我们可以重写一个更快且代码更紧凑的过滤器，代码如下
(000) ld       [26]
(001) jeq      #0xc0a8090a      jt 4    jf 2
(002) ld       [30]
(003) jeq      #0xc0a8090a      jt 4    jf 5
(004) ret      #68(005) ret      #0
安装LPF是一个一往直前的操作，所有你需要做的就是建立一个sock_filter并为它绑定一个打开的端口！一个过滤器很容易得到，只要把tcpdump -d中的-d换成-dd就可以了！过滤器将显示出一段C代码，你可以把它复制到自己的程中，见Example 4，这样你就可以通过调用setsockopt()来过滤端口！
Example 4.
Seal:~# tcpdump -dd host 192.168.9.01
{ 0x28, 0, 0, 0x0000000c },
{ 0x15, 0, 4, 0x00000800 },
{ 0x20, 0, 0, 0x0000001a },
{ 0x15, 8, 0, 0xc0a80901 },
{ 0x20, 0, 0, 0x0000001e },
{ 0x15, 6, 7, 0xc0a80901 },
{ 0x15, 1, 0, 0x00000806 },
{ 0x15, 0, 5, 0x00008035 },
{ 0x20, 0, 0, 0x0000001c },
{ 0x15, 2, 0, 0xc0a80901 },
{ 0x20, 0, 0, 0x00000026 },
{ 0x15, 0, 1, 0xc0a80901 },
{ 0x6, 0, 0, 0x00000044 },
{ 0x6, 0, 0, 0x00000000 },
A Complete Example
我们将用一个完整的程序Example 5来结束这篇文章
Example 5
#include
#include
#include   
#include
#include
#include   
#include
#include
#include
#include
#include
int main(int argc, char **argv) {
  int sock, n;
  char buffer[2048];
  unsigned char *iphead, *ethhead;
  struct ifreq ethreq;
  /*
    udp and host 192.168.9.10 and src port 5000
    (000) ldh      [12]
    (001) jeq      #0x800           jt 2        jf 14
    (002) ldb      [23]
    (003) jeq      #0x11            jt 4        jf 14
    (004) ld       [26]
    (005) jeq      #0xc0a8090a      jt 8        jf 6
    (006) ld       [30]
    (007) jeq      #0xc0a8090a      jt 8        jf 14
    (008) ldh      [20]
    (009) jset     #0x1fff          jt 14       jf 10
    (010) ldxb     4*([14]&0xf)
    (011) ldh      [x + 14]
    (012) jeq      #0x1388          jt 13       jf 14
    (013) ret      #68
    (014) ret      #0
  */
  struct sock_filter BPF_code[]= {
    { 0x28, 0, 0, 0x0000000c },
    { 0x15, 0, 12, 0x00000800 },
    { 0x30, 0, 0, 0x00000017 },
    { 0x15, 0, 10, 0x00000011 },
    { 0x20, 0, 0, 0x0000001a },
    { 0x15, 2, 0, 0xc0a8090a },
    { 0x20, 0, 0, 0x0000001e },
    { 0x15, 0, 6, 0xc0a8090a },
    { 0x28, 0, 0, 0x00000014 },
    { 0x45, 4, 0, 0x00001fff },
    { 0xb1, 0, 0, 0x0000000e },
    { 0x48, 0, 0, 0x0000000e },
    { 0x15, 0, 1, 0x00001388 },
    { 0x6, 0, 0, 0x00000044 },
    { 0x6, 0, 0, 0x00000000 }
  };                           
  struct sock_fprog Filter;
   
  Filter.len = 15;
  Filter.filter = BPF_code;
  
  if ( (sock=socket(PF_PACKET, SOCK_RAW,
                    htons(ETH_P_IP)))

本文来自ChinaUnix博客，如果查看原文请点：http://blog.chinaunix.net/u2/76292/showart_2145583.html