Packet驱动:Oemsetup.inf安装信息文件、Packet.sys系统文件,在利用Packet32包开发网络监控程序前,需要用这两个文件安装Packet驱动。Packet32程序开发库:Packet32.lib静态链接库、 Packet32.dll动态链接库,用户可以通过调用库中的函数直接对网卡进行操作。
得到现有的网络适配器的列表和它们的描述。
BOOLEAN PacketGetAdapterNames(
PTSTR pStr,
PULONG BufferSize
);
pStr:
[in , out] 一块用户负责分配的缓冲区,将把适配器的名字填充进去。
BufferSize:
[in] pStr这块缓冲区的大小。
如果查询成功,返回一个非零值。
[C/C++]
C/C++ Usage Sample
char AdapterNamea[8192];
ULONG AdapterLength;
PacketGetAdapterNames(AdapterName,&AdapterLength);
通常,这都是与网卡通信时要调用的第一个函数。它返回系统上安装了的网卡的名字。在每个网卡的名字后面,pStr中还有一个与之相应的描述。
由于结果都是通过查询注册表得到的,所以WindowsNTx和Windows9X/Me下得到的字符串编码是不同的。Windows9X下用ASCII编码存储,而WindowsNTx则是Unicode。
如果是在Windows9X下,调用完PacketGetAdapterNames后,得到的pStr将是这样的:
- 一串用"\0"分隔的ASCII字符串,每一个都是一个网卡的名字;
- 两个"\0";
- 一串用"\0"分隔的ASCII字符串,每一个都是一个网卡的描述;顺序是和网卡名字一样的;
- 两个"\0";
如果是在WindowsNTx下,调用完PacketGetAdapterNames后,得到的pStr将是这样的:
- 一串用一个Unicode的"\0"分隔的Unicode字符串,每一个都是一个网卡的名字;
- 两个Unicode的"\0";
- 一串用ASCII的"\0"分隔的ASCII字符串,每一个都是一个网卡的描述;顺序是和网卡名字一样的;
- 两个ASCII的"\0";
这个函数的操作大致为:
网卡的注册表项是:
HKEY_LOCAL_MACHINE\
SYSTEM\
CurrentControlSet\
Control\
Class\
{4D36E972-E325-11CE-BFC1-08002BE10318}
先打开这个键值;
再枚举下面的每一项,依次读取参数:
对子项\Linkage\UpperBind参数,核对是否等于” NdisWan”,如果不是,就跳过去;
如果是” NdisWan”,则读取子项\Linkage\Export,这就是网卡的名字。
如果前面的查询有网卡记录,那么执行下面这个循环:
将调用PacketOpenAdapter打开每个网卡;
其中将调用PacketRequest(adapter,FALSE,OidData)来得到网卡的描述;
具体方法是这样,OidData是一个PACKET_OID_DATA结构,我们事先设置它的Oid成员为OID_GEN_VENDOR_DESCRIPTION,然后调用PacketRequest把这个OID发送给网卡driver,就可以从OidData->Data中拿到网卡的描述了。
最后调用PacketCloseAdapter关闭适配器。
如果前面没有查询到网卡记录,那么执行我们将根据TCP/IP Binding来查找网卡:
先打开这个键值;
HKEY_LOCAL_MACHINE\
SYSTEM\
CurrentControlSet\
Services\
Tcpip\
Linkage
它的Bind参数设置的就是现在系统上绑定的网卡的名字。
根据传入的设备名,打开它。
LPADAPTER PacketOpenAdapter(
LPTSTR AdapterName
);
AdapterName:
[in] 要打开的设备的名字。
如果打开成功,返回一个指针,它指向一个正确初始化了的ADAPTER Object。
否则,返回NULL。
[C/C++]
C/C++ Usage Sample
LPADAPTER adapter;
adapter = PacketOpenAdapter(pStr+rewind);
这个函数尝试加载并启动packet driver,这样,管理driver对于应用程序来说就十分的透明了。
Windows9X版本的NPF driver用的是ASCII编码,而WindowsNTx用的是Unicode编码。所以提请注意这个输入参数AdapterName,在Windows9X下,必须是正确的编码格式!在WindowsNTx下,这个函数能够监测到ASCII编码,并在送给driver 之前先转换为Unicode编码。
这个函数的操作大致为:
首先调用OpenSCManager,以Administrators的身份连接Service Control Manager,权限是SC_MANAGER_ALL_ACCESS。这也说明,使用Packet.dll你必须是本机管理员组成员。
如果可以连接SCM,检查NPF注册表项是否存在。如果存在,说明driver已经安装了,就不需要我们调用PacketInstallDriver了。
NPF注册表项:
HKEY_LOCAL_MACHINE\
SYSTEM\
CurrentControlSet\
Services\
NPF
如果不存在此键,则调用PacketInstallDriver安装当前路径下的driver:npf.sys。
如果这次PacketInstallDriver安装也失败了,就到系统路径下查找并安装这个驱动。
如果以上操作都成功的话,调用OpenService打开NPF服务。如果服务存在的话,就调用QueryServiceStatus查询当前服务状态。这就是我们的driver的状态。
如果这个服务没有启动,就调用StartService启动之。
确认服务启动之后,检查AdapterName是否是ASCII编码,是的话,就转换为Unicode。
由于一般输入参数AdapterNAme类似于这样:
\Device\NPF_{A67CEC3B-C099-47E0-B096-480B01FAF348}
所以,我们会重新组织一个设备名SymbolicLink:
“Packet_”的前缀 + AdapterName[8]
也就是:
\\.\Packet_NPF_{A67CEC3B-C099-47E0-B096-480B01FAF348}
先尝试着CreateFile函数能不能马上用这个SymbolicLink名字打开设备。
如果可以,就调用PacketSetReadEvt函数打开一个open事件等。
否则,调用DefineDosDevice定义一个新的MS-DOS设备:
名字类似于” Packet_NPF_{A67CEC3B-C099-47E0-B096-480B01FAF348}”。
通过这个DOS设备名,我们的应用层程序才能向驱动发出请求。
接着,调用CreateFile函数来建立并打开一个联系设备的文件句柄(GENERIC_WRITE| GENERIC_READ,OPEN_EXISTING)。
之后,调用PacketSetReadEvt函数打开一个open事件等。
typedef struct _ADAPTER { // 一个打开的NPF driver实例的句柄: HANDLE hFile; // 当前打开的网卡的名字: CHAR SymbolicLink[MAX_LINK_NAME_LENGTH]; // 在这块Adapter上,一个数据包被写的次数: int NumWrites; // 这块Adapter上的read操作的通知事件。它可以被传递给标准Win32函数(如WaitForSingleObject或者WaitForMultipleObjects),这样可以等待到driver的缓冲区内有数据到来。在同时等待几个事件的GUI程序中,它特别有用。在Windows2000/XP中,函数PacketSetMinToCopy()可以用来设置内核缓冲区中激发本事件的最小数据大小: HANDLE ReadEvent; // 设置一个时间,到时候,即使没有捕获任何包,read操作也会被释放,ReadEvent也会被触发: UINT ReadTimeOut; } ADAPTER, *LPADAPTER; typedef struct _PACKET { // 向后兼容用的: HANDLE hEvent; // 向后兼容用的: OVERLAPPED OverLapped; // 存放Packets的缓冲区: PVOID Buffer; // 缓冲区的大小: UINT Length; // 当前缓冲区中有效的字节数,如,上一次调用PacketReceivePacket()函数接收到的字节数: DWORD ulBytesReceived; // 向后兼容用的: BOOLEAN bIoComplete } PACKET, *LPPACKET; typedef struct _PACKET_OID_DATA { // OID的code,有效的OID code的定义参见ntddndis.h;比如: // OID_GEN_SUPPORTED_LIST,OID_GEN_VENDOR_DESCRIPTION等: ULONG Oid; // 成员Data的长度: ULONG Length; // 存放发送给网卡或者从网卡接收的数据的缓冲区: UCHAR Data[1]; } typedef struct _PACKET_OID_DATA PACKET_OID_DATA, *PPACKET_OID_DATA; typedef struct npf_if_addr { struct sockaddr IPAddress; // IP address. struct sockaddr SubnetMask; // Netmask for that address. struct sockaddr Broadcast; // Broadcast address. }npf_if_addr; struct bpf_hdr { // 捕获到的packet的timestamp: struct timeval bh_tstamp; // 捕获到的packet的长度: UINT bh_caplen; // 原始packet的长度: UINT bh_datalen; // bpf header的长度(this struct plus alignment padding): USHORT bh_hdrlen; }; bpf_insn中包含了一个BPF注册机的简单指令,它被用来发送一个filter程序给driver。 struct bpf_insn { // 指令的类型和寻址模式: USHORT code; // Jump if true: UCHAR jt; // Jump if false: UCHAR jf; // 通用的一个字段,有多种目的: int k; }; 这段程序将被PacketSetBPF()注射入内核,并被应用到每一个进来的Packet。 struct bpf_program { // 程序指令数目,如,后面的bpf_insn结构的数目: UINT bf_len; // 指向第一个bpf_insn结构的指针: struct bpf_insn *bf_insns; }; 这个结构将被Packet.dll用来返回捕获过程中的统计数据。 struct bpf_stat { // 从开始捕获起,这个driver从网卡上接收的Packet的数量(包括driver丢失的Packet): UINT bs_recv; //从开始捕获起,这个driver丢失的Packet的数量,一般地,包丢失,是因为driver的缓冲区满了,这时driver将扔掉这个包: UINT bs_drop; UINT ps_ifdrop; // 通过filter的包的数量: UINT bs_capt; }; struct dump_bpf_hdr{ // Packet的timestamp: struct timeval ts; // 捕获到的packet的长度: UINT caplen; // 原始Packet的长度: UINT len; }; NetType用于PacketGetNetType(),返回当前网卡的类型和速度。 struct NetType{ //当前网卡的MAC: UINT LinkType; // 网络的速度(bits/s): UINT LinkSpeed; }; 设置一个hardware filter。比如,Filter参数传递NDIS_PACKET_TYPE_PROMISCUOUS,就可以设置网卡为混杂模式。 BOOLEAN PacketSetHwFilter( LPADAPTER AdapterObject, ULONG Filter ); AdapterObject: [in] 指向一个_ADAPTER结构的指针。 Filter: [in] 过滤器的id。 如果执行成功,返回一个非零值。 C/C++ Usage Sample lpAdapter = PacketOpenAdapter(AdapterList[Open-1]); PacketSetHwFilter(lpAdapter,NDIS_PACKET_TYPE_PROMISCUOUS); 过滤器定义在ntddndis.h中。下面是一些最常用的: NDIS_PACKET_TYPE_PROMISCUOUS:设置混杂模式。网卡接收每一个Packet; NDIS_PACKET_TYPE_DIRECTED; NDIS_PACKET_TYPE_BROADCAST:只接收broadcast packets; NDIS_PACKET_TYPE_MULTICAST:只接收multicast packets,而且本机网卡是接收组的一个成员; NDIS_PACKET_TYPE_ALL_MULTICAST:所有multicast packets都接收; NDIS_PACKET_TYPE_ALL_LOCAL:所有local packets。 这个函数的实现是非常简单的: 首先填充PACKET_OID_DATA结构的Oid成员为OID_GEN_CURRENT_PACKET_FILTER,填充Data成员为既定的Filter,调用PacketRequest向网卡发送OID请求即可。 设置捕获的内核级缓冲区的大小。 BOOLEAN PacketSetBuff( LPADAPTER AdapterObject, int dim ); AdapterObject: [in] 指向一个_ADAPTER结构的指针。 dim: [in] 缓冲区的大小(单位:字节)。 如果执行成功,返回一个TRUE。如果没有足够的内存分配,返回FALSE。 C/C++ Usage Sample lpAdapter = PacketOpenAdapter(AdapterList[Open-1]); PacketSetBuff(lpAdapter,512000) ; // 设置driver有512KB字节的缓冲区 一旦设定了一个新缓冲区大小,在原来的那块缓冲区中的数据就会被丢弃,包括存在里面的Packets。 注意:内核缓冲区的大小会严重影响到捕获进程的性能。一个适当的缓冲区可以在应用忙时保有数据,从而补偿应用的响应延迟,并在网络活动频繁时做到不丢失Packets。当driver的一个实例被打开时,这个缓冲区的大小被重设为0:开发者应该记得把它设为一个合适的值,比如设为1MB。 本函数调用了DeviceIoControl,给AdapterObject参数的hFile成员指向的NPF driver设备发送pBIOCSETBUFFERSIZE控制码。pBIOCSETBUFFERSIZE是在Packet32.h中定义的: //< IOCTL code: set kernel buffer size: #define pBIOCSETBUFFERSIZE 9592 设置一次读操作返回的超时时间。 BOOLEAN PacketSetReadTimeout( LPADAPTER AdapterObject, int timeout ); AdapterObject: [in] 指向一个_ADAPTER结构的指针。 timeout: [in] 超时时间(单位:毫秒)。 如果执行成功,返回非零值。 C/C++ Usage Sample lpAdapter = PacketOpenAdapter(AdapterList[Open-1]); PacketSetReadTimeout(lpAdapter,1000) ; // 设置读操作超时时间1秒 在AdapterObject指向的网卡上调用PacketReceivePacket(),到了设定的超时时间,这次调用就会释放,即使没有Packet被捕获到。 设置超时时间为0,说明没有超时。这样,如果没有Packet到来的话,PacketReceivePacket()方法永不会返回。 设置超时时间为-1,PacketReceivePacket()会立即返回。 这个函数也工作在网卡的统计模式下。所以可以用来设置两次统计报告之间的时间间隔。 这个函数也是通过DeviceIoControl发送控制码来实现的。 为_PACKET结构分配内存。 LPPACKET PacketAllocatePacket(void); 无 如果执行成功,返回指向_PACKET结构的指针。否则,返回NULL。 C/C++ Usage Sample LPPACKET lpPacket; lpPacket = PacketAllocatePacket() ; 这个函数并不负责为_PACKET结构的Buffer成员分配空间。这块缓冲区必须由应用程序分配,而且必须调用PacketInitPacket来将这缓冲区和_PACKET结构关联到一起。 初始化一个_PACKET结构,即将packet结构中的buffer设置为传递的buffer指针。 VOID PacketInitPacket( LPPACKET lpPacket, PVOID Buffer, UINT Length ); lpPacket [in] 指向一个_PACKET结构的指针。 Buffer [in] 一个指向一块用户分配的缓冲区的指针。捕获的数据将放置于此。 Length [in] 缓冲区的大小。这是一个读操作从driver传递到应用的最大数据量。 无。 C/C++ Usage Sample char buffer[256000]; LPPACKET lpPacket; PacketInitPacket(lpPacket,(char*)buffer,256000);; Driver能够用一个读操作返回几个Packets,那么一次调用传递给应用程序的packet的数量,就只取决于传递给PacketReceivePacket()的_PACKET结构的buffer的大小了。因此用PacketInitPacket()初始化一块大缓冲区,能够显著地减少系统调用,减少捕获进程在处理器上的影响。 从NPF driver上读取数据(Packets或者统计信息)。 BOOLEAN PacketReceivePacket( LPADAPTER AdapterObject, LPPACKET lpPacket, BOOLEAN Sync ); AdapterObject: [in] 指向一个_ADAPTER结构的指针。 lpPacket: [in , out] 放数据的_PACKET结构缓冲区。 Sync: [in] 一个可以忽略的参数,保留它是为了向后兼容。 如果执行成功,返回一个非零值。 C/C++ Usage Sample LPADAPTER lpAdapter = 0; LPPACKET lpPacket; lpAdapter = PacketOpenAdapter(AdapterList[Open-1]); lpPacket = PacketAllocatePacket(); PacketInitPacket(lpPacket,(char*)buffer,256000); PacketReceivePacket(lpAdapter,lpPacket,TRUE); 这个函数所接收的数据可以是一组Packets,也可以是网络流量的一个统计数据,依赖于网卡的工作模式。 接收到的Packet的数量是可变的。它依赖于几个因素:当前存储在driver缓冲区中的Packet的数目,这些Packet的大小,分配给lpPacket参数的缓冲区的大小。 Packet存储在lpPacket结构的buffer缓冲区内,lpPacket->Length指示着复制到缓冲区的数据的大小。 它的实现也很简单: 先看看AdapterObject->ReadTimeOut是否是-1: 如果不是-1,则调用WaitForSingleObject等候AdapterObject->ReadEvent读事件触发,超时时间为AdapterObject->ReadTimeOut的数值。如果AdapterObject->ReadTimeOut为0,则永不超时。 如果是-1,就表明读完立即返回。 之后,调用ReadFile读取数据。 得到当前捕获进程的统计信息。 BOOLEAN PacketGetStats( LPADAPTER AdapterObject, struct bpf_stat *s ); AdapterObject: [in] 指向一个_ADAPTER结构的指针。 s: [in, out] bpf_stat结构,通过它,我们可以知道接收到的包数,丢失的包数等。 如果执行成功,返回非零值。 C/C++ Usage Sample struct bpf_stat stat; PacketGetStats(lpAdapter,&stat) ; 通过这个函数,我们可以知道: 从开始捕获起,这个driver从网卡上接收的Packet的数量(包括driver丢失的Packet); 从开始捕获起,这个driver丢失的Packet的数量,一般地,包丢失,是因为driver的缓冲区满了,这时driver将扔掉这个包。 具体实现也是调用DeviceIoControl函数向设备发送pBIOCGSTATS控制码,得到一个bpf_stat结构,然后只把这个结构的bs_recv和bs_drop成员返回。 关闭网卡。 VOID PacketCloseAdapter(LPADAPTER lpAdapter); lpAdapter: [in] 指向一个_ADAPTER结构的指针。 依次做下面的动作: 关闭lpAdapter->hFile,打开的NPF driver的实例句柄; 触发lpAdapter->ReadEvent,并关闭这个句柄; 解锁并释放lpAdapter。 Packet32包中的数据结构:
第一个重要的数据结构:_ADAPTER(关于Network Adapter的)
第二个重要的数据结构:_PACKET(关于Packet的)
第三个重要的数据结构:_PACKET_OID_DATA (关于OID请求的)
其他数据结构:
npf_if_addr(网卡的地址):
bpf_hdr(Packet Header):
bpf_insn(一个简单的BPF伪指令):
bpf_program(一个BPF伪汇编程序):
bpf_stat (本次捕获的统计数据):
dump_bpf_hdr(Dump Packet Header):
NetType (网络类型):
No.3. PacketSetHwFilter (设置过滤器)
Parameters:
Return Values:
Usage:
Remarks:
No.4. PacketSetBuff (设置缓冲区的大小)
Parameters:
Return Values:
Usage:
Remarks:
No.5. PacketSetReadTimeout (设置读操作的超时时间)
Parameters:
Return Values:
Usage:
Remarks:
No.6. PacketAllocatePacket
Parameters:
Return Values:
Usage:
Remarks:
No.7. PacketInitPacket
Parameters:
Return Values:
Usage:
Remarks:
No.8. PacketReceivePacket (读取数据)
Parameters:
Return Values:
Usage:
Remarks:
No.9. PacketGetStats (得到本次捕获的统计数据)
Parameters:
Return Values:
Usage:
Remarks:
No.10. PacketCloseAdapter
Parameters:
Remarks:
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