WinPcap: 收集并统计网络流量

为了使用这个特性，编程人员必须打开一个适配器，并且，可以使用 pcap_setmode() 将它设置为统计模式(statistical mode)。特别注意，必须使用MODE_STAT来作为这个函数的mode参数。

在统计模式下，编写一个用于监听TCP网络流量的程序并不复杂，代码也不多。下面的范例程序将展示如何实现这个程序。

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 */

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

#include <pcap.h>

void usage();

void dispatcher_handler(u_char *, const struct pcap_pkthdr *, const u_char *);


void main(int argc, char **argv)
{
pcap_t *fp;
char errbuf[PCAP_ERRBUF_SIZE];
struct timeval st_ts;
u_int netmask;
struct bpf_program fcode;
  
    /* 检查命令行参数的合法性 */
    if (argc != 2)
    {
        usage();
        return;
    }
        
    /* 打开输出适配器 */
    if ( (fp= pcap_open(argv[1], 100, PCAP_OPENFLAG_PROMISCUOUS, 1000, NULL, errbuf) ) == NULL)
    {
        fprintf(stderr,"\nUnable to open adapter %s.\n", errbuf);
        return;
    }

    /* 不用关心掩码，在这个过滤器中，它不会被使用 */
    netmask=0xffffff; 

    // 编译过滤器
    if (pcap_compile(fp, &fcode, "tcp", 1, netmask) <0 )
    {
        fprintf(stderr,"\nUnable to compile the packet filter. Check the syntax.\n");
        /* 释放设备列表 */
        return;
    }
    
    //设置过滤器
    if (pcap_setfilter(fp, &fcode)<0)
    {
        fprintf(stderr,"\nError setting the filter.\n");
        pcap_close(fp);
        /* 释放设备列表 */
        return;
    }

    /* 将接口设置为统计模式 */
    if (pcap_setmode(fp, MODE_STAT)<0)
    {
        fprintf(stderr,"\nError setting the mode.\n");
        pcap_close(fp);
        /* 释放设备列表 */
        return;
    }


    printf("TCP traffic summary:\n");

    /* 开始主循环 */
    pcap_loop(fp, 0, dispatcher_handler, (PUCHAR)&st_ts);

    pcap_close(fp);
    return;
}

void dispatcher_handler(u_char *state, const struct pcap_pkthdr *header, const u_char *pkt_data)
{
    struct timeval *old_ts = (struct timeval *)state;
    u_int delay;
    LARGE_INTEGER Bps,Pps;
    struct tm *ltime;
    char timestr[16];
    time_t local_tv_sec;

    /* 以毫秒计算上一次采样的延迟时间 */
    /* 这个值通过采样到的时间戳获得 */
    delay=(header->ts.tv_sec - old_ts->tv_sec) * 1000000 - old_ts->tv_usec + header->ts.tv_usec;
    /* 获取每秒的比特数b/s */
    Bps.QuadPart=(((*(LONGLONG*)(pkt_data + 8)) * 8 * 1000000) / (delay));
    /*                                            ^      ^
                                                  |      |
                                                  |      | 
                                                  |      |
                              将字节转换成比特 --   |
                                                         |
                                       延时是以毫秒表示的 --
    */

    /* 得到每秒的数据包数量 */
    Pps.QuadPart=(((*(LONGLONG*)(pkt_data)) * 1000000) / (delay));

    /* 将时间戳转化为可识别的格式 */
    local_tv_sec = header->ts.tv_sec;
    ltime=localtime(&local_tv_sec);
    strftime( timestr, sizeof timestr, "%H:%M:%S", ltime);

    /* 打印时间戳*/
    printf("%s ", timestr);

    /* 打印采样结果 */
    printf("BPS=%I64u ", Bps.QuadPart);
    printf("PPS=%I64u\n", Pps.QuadPart);

    //存储当前的时间戳
    old_ts->tv_sec=header->ts.tv_sec;
    old_ts->tv_usec=header->ts.tv_usec;
}


void usage()
{
    
    printf("\nShows the TCP traffic load, in bits per second and packets per second.\nCopyright (C) 2002 Loris Degioanni.\n");
    printf("\nUsage:\n");
    printf("\t tcptop adapter\n");
    printf("\t You can use \"WinDump -D\" if you don't know the name of your adapters.\n");

    exit(0);
}

在启动统计模式前，用户需要设置一个过滤器，以定义要监听的数据流。详细内容请参考过滤表达式语法。如果没有设置过滤器，那么，所有的数据流量都将会被监听

接口描述符(the interface descriptor)开始工作在统计模式下。注意 pcap_open() 函数的第4个参数( to_ms )：它定义了统计残阳的时间间隔。回调函数将在每一个to_ms时间，收到由驱动发来的计算好的采样数据。这些采样数据将通过回调函数的第2个和第3个参数传递，如下所示

它提供了两个64位的计数器，分别记录在最后一个时间间隔内，收到的数据包的数量和字节总数。

在这个范例中，适配器打开后的超时时间设置为1000毫秒。这就意味着dispatcher_handler()每隔1秒就会被调用一次。这里的过滤器被设置为只监视TCP包。然后， pcap_setmode() 和 pcap_loop() 被调用。注意，一个指向timeval结构的指针，作为user参数传递给函数 pcap_loop() 。这个结构体会被用来存储时间戳，以便计算两次采样的时间间隔。 dispatcher_handler() 会使用这个时间间隔来获得每秒的比特数(bps)以及每秒的数据包数量(pps)，并将它们的值打印在屏幕上。

最后，我们想说，这个范例程序比传统的捕获和统计流量的程序都要高效，因为传统的程序都在用户层进行。静态模式需要最小的数据包拷贝和上下文交换，因此，CPU的性能会最优，而且，内存的需求量也会很少。