python3使用libpcap库进行抓包及数据处理

乎语百科 109 0

python版本:python 3.9

libpcap版本:1.11.0b7

python libpcap库是底层绑定c语言libpcap库的开发包,旨在提供python应用可访问的unix c libpcap库API(以及为win32系统提供的Npcap、WinPcap),直接使用底层c代码,性能很好。
这里记录下Windows 10 环境下python3.9如何安装及使用libpcap库(Linux和mac系统可参考Windows)。
python3使用libpcap库进行抓包及数据处理python3使用libpcap库进行抓包及数据处理

一、安装libpcap库

1、在线安装

直接使用pip进行安装:
pip install libpcap
默认安装最新版本。

python3使用libpcap库进行抓包及数据处理

2、离线安装

2.1 下载离线安装文件

可以在pypi页面源代码或whl文件。

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2.2  执行离线安装操作

1) 可以使用源码进行安装

解压文件到当前目录,然后执行安装命令:

python -m pip install ./libpcap-1.11.0b7

python3使用libpcap库进行抓包及数据处理

2)也可以使用whl文件进行离线安装

安装命令如下:

python -m pip install libpcap-1.11.0b7-py3-none-any.whl

python3使用libpcap库进行抓包及数据处理

二、使用libpcap库

1、导入及指定pcap库

import libpcap
libpcap.config(LIBPCAP="wpcap")

2、常用API介绍

tcpdump就是以libpcap为基础实现的,c语言libpcap的文档可以在tcpdump官网找的:

https://www.tcpdump.org/manpages/pcap.3pcap.html

python3使用libpcap库进行抓包及数据处理

这里描述下python常用接口。

2.1  获取网络设备接口

  • lookupdev(errbuf)

功能:该函数用于查找网络设备,返回的值可以被open_live函数直接调用。

参数:

errbuf为c语言字符串类型,用于获取错误信息。

使用示例:

import ctypes as ct
import libpcap as pcap
errbuf = ct.create_string_buffer(pcap.PCAP_ERRBUF_SIZE + 1)
device = pcap.lookupdev(errbuf)
print(errbuf.value)
  • findalldevs(alldevs, errbuf)

功能:该函数用于查找所有网络设备。

参数:

     alldevs为pcap_if_t结构体指针,用于存储查找到的所有网络设备信息。

     errbuf为c语言字符串类型,用于获取错误信息。

使用示例:

import ctypes as ct
import libpcap as pcap
errbuf = ct.create_string_buffer(pcap.PCAP_ERRBUF_SIZE + 1)
alldevs = ct.POINTER(pcap.pcap_if_t)()
pcap.findalldevs(ct.byref(alldevs), errbuf)
print(alldevs[0].name)
pcap.freealldevs(alldevs)

2.2 抓包接口

  • open_live(device:bytes,snaplen:int,promisc:int,to_ms:int,errbuf)

功能:该函数用于打开一个用于捕获数据的网络设备

参数:

    device为网络接口的名字,可通过api获取,也可以人为指定,如:"eth0"

    snaplen是捕获数据包的长度,不能大于65535

    promise用于标记是否开启混杂模式,1代表混杂模式,其它值代表非混杂模式

    to_ms代表需要等待的毫秒数,超过这个时间后,获得数据包的函数会立即返回,0表示一直等待直到有数据包到来

    errbuf为c语言字符串类型,用于获取错误信息。

返回值:返回pcap_t类型指针,后面的所有操作都要使用这个指针。

使用示例:

import ctypes as ct
import libpcap as pcap
device = b'eth0' # linux
errbuf = ct.create_string_buffer(pcap.PCAP_ERRBUF_SIZE + 1)
handle = pcap.open_live(device,4096,1,1000,errbuf)
if errbuf.value:
    print("hanle error :",errbuf.value)
  • open_offline(fname:bytes,errbuf)

功能:该函数用于打开离线抓包文件

参数:

  fname为文件名称,比如:b"/tmp/test1.cap"

    errbuf为c语言字符串类型,用于获取错误信息。

返回值:返回pcap_t类型指针,后面的所有操作都要使用这个指针。

使用示例:

import ctypes as ct
import libpcap as pcap
errbuf = ct.create_string_buffer(pcap.PCAP_ERRBUF_SIZE + 1)
handle = pcap.open_offline(fname,errbuf)
if errbuf.value:
    print("hanle error :",errbuf.value)

2.3 数据包获取接口

  • next(handle,pheader)

功能:该函数用于获取数据包,一次只获取一个包。

参数:

handle为pcap_t类型指针

    pheader为pcap_pkthdr结构体指针,可通过pkthdr函数创建

返回值:返回u_char类型指针,代表包数据,可使用struct.unpack函数解析

使用示例:

import libpcap as pcap

pheader = pcap.pkthdr()
packet = pcap.next(handle,pheader)

2.4 写文件接口

  • dump_open(handle,fname:bytes)

功能:该函数用于打开文件,存储获取到的数据包。

参数:

handle为pcap_t类型指针

    fname为文件名称

返回值:返回pcap_dumper_t 类型指针,后面的所有操作都要使用这个指针。

使用示例:

import libpcap as pcap

fname = b"realtime1.cap"
fPcap = pcap.dump_open(handle,fname)
  • dump(handle,pheader,packet)

功能:该函数用于存储获取到的数据包。

参数:

handle为pcap_dumper_t类型指针

    pheader为pcap_pkthdr结构体指针

    packet是数据包

返回值:无返回值

使用示例:

fPcapUbyte = ct.cast(fPcap,ct.POINTER(ct.c_ubyte))
pcap.dump(fPcapUbyte,pheader,packet)
  • dump_flush(handle)

功能:该函数用于将缓存的数据刷到磁盘

参数:

handle为pcap_dumper_t类型指针

返回值:错误码,0代表成功,-1代表出错

2.5 资源释放接口

  • close(handle)

功能:释放pcap_t类型指针

参数:

handle为pcap_t类型指针

返回值:无返回值

  • dump_close(handle)

功能:释放pcap_dumper_t类型指针

参数:

handle为pcap_dumper_t类型指针

返回值:无返回值

3、典型使用场景

3.1、网卡实时抓包

可以使用libpcap库进行网卡实时数据抓包,这里进行简单的示例:

1)首先需要获取或指定抓包设备

方法1 :指定网卡接口名称

device = b'\Device\NPF_{BFDBF91E-9848-417D-B8AB-D3ED19990717}' # windows

device = b'eth0' # linux

Windows网卡接口名称可在wireshark的捕获界面看到,具体如下:

python3使用libpcap库进行抓包及数据处理

linux网卡名称获取:ifconfig

方法2 :使用lookupdev获取网卡接口名称

device = pcap.lookupdev(errbuf)

方法3 :使用findalldevs获取网卡接口名称

alldevs = ct.POINTER(pcap.pcap_if_t)()

pcap.findalldevs(ct.byref(alldevs), errbuf)

device =alldevs[0].name

2)使用open_live函数进行网卡抓包;

3)使用pkthdr函数创建header,获取包头信息(时间戳、包大小);

4)使用next函数循环读取数据包,需要注意的是,获取的packet对象的contents是C语言类型,需要使用它ctypes的pointer函数进行转换;

5)数据包(比如IP头)的解析可使用struct的unpack函数;

6)如果要将抓包数据存盘,可使用dump_open、dump、dump_flush系列函数进行操作,需要注意的是,dump_open函数的第二个参数必须是byte类型;

示例代码及运行效果:

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完整代码获取途径:

关注微信公众号(聊聊博文,文末可扫码)后回复 202210290101 获取。

3.2、离线数据解析

可以使用libpcap库进行离线抓包文件的解析,这里进行简单的示例:
1)首先需要使用open_offline函数打开pcap文件,需要注意的是,函数的第一个参数必须是byte类型;
2)使用pkthdr函数创建header,获取包头信息(时间戳、包大小)​;
3)使用next函数循环读取数据包,需要注意的是,获取的packet对象的contents是C语言类型,需要使用它ctypes的pointer函数进行转换​;
4)数据包(比如IP头)的解析可使用struct的unpack函数​;
 
示例代码及运行效果:
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完整代码获取途径:

关注微信公众号(聊聊博文,文末可扫码)后回复 202210290102 获取。
 
3.3、使用过滤条件抓包

网卡实时抓包和离线数据解析时,可以设置过滤条件,避免数据量过大。

过滤条件示例:

1) 过滤IP

  • host 过滤某个ip的所有包

host 8.8.8.8

  • src 过滤源ip

src 8.8.8.8

  • dst过滤目的ip

dst  8.8.8.8

2)过滤端口

  • port进行单个端口过滤

port 22

  • portange进行多个端口过滤

portange 1-1024

  • 可使用src或dst指定端口方向

src port 22

dst port 22

3)指定协议

tcp

udp

icmp

4)使用组合条件

  • and 进行与逻辑

src localhost and dst port 22

src localhost && dst port 22

  • or 进行或逻辑

port 80 or 22

port 80 || 22

示例代码及运行效果:

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完整代码获取途径:

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三、资源下载

本文涉及libpcap源代码及whl文件,可从百度网盘获取:
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