Linux下如何监视所有通过本机网卡的数据？

TCPDUMPTcpDump可以将网络中传送的数据包的“头”完全截获下来提供分析。它支持针对网络层、协议、主机、网络或端口的过滤，并提供and、or、not等逻辑语句来帮助你去掉无用的信息。

TCPDUMP简介

在传统的网络分析和测试技术中，嗅探器(sniffer)是最常见，也是最重要的技术之一。sniffer工具首先是为网络管理员和网络程序员进行网络分析而设计的。对于网络管理人员来说，使用嗅探器可以随时掌握网络的实际情况，在网络性能急剧下降的时候，可以通过sniffer工具来分析原因，找出造成网络阻塞的来源。对于网络程序员来说,通过sniffer工具来调试程序。

用过windows平台上的sniffer工具(例如，netxray和sniffer pro软件)的朋友可能都知道，在共享式的局域网中，采用sniffer工具简直可以对网络中的所有流量一览无余！Sniffer工具实际上就是一个网络上的抓包工具，同时还可以对抓到的包进行分析。由于在共享式的网络中，信息包是会广播到网络中所有主机的网络接口，只不过在没有使用sniffer工具之前，主机的网络设备会判断该信息包是否应该接收，这样它就会抛弃不应该接收的信息包，sniffer工具却使主机的网络设备接收所有到达的信息包，这样就达到了网络监听的效果。

Linux作为网络服务器，特别是作为路由器和网关时，数据的采集和分析是必不可少的。所以，今天我们就来看看Linux中强大的网络数据采集分析工具——TcpDump。

用简单的话来定义tcpdump，就是：dump the traffic on a network，根据使用者的定义对网络上的数据包进行截获的包分析工具。

作为互联网上经典的的系统管理员必备工具，tcpdump以其强大的功能，灵活的截取策略，成为每个高级的系统管理员分析网络，排查问题等所必备的东东之一。

顾名思义，TcpDump可以将网络中传送的数据包的“头”完全截获下来提供分析。它支持针对网络层、协议、主机、网络或端口的过滤，并提供and、or、not等逻辑语句来帮助你去掉无用的信息。

tcpdump提供了源代码，公开了接口，因此具备很强的可扩展性，对于网络维护和入侵者都是非常有用的工具。tcpdump存在于基本的 FreeBSD系统中，由于它需要将网络界面设置为混杂模式，普通用户不能正常执行，但具备root权限的用户可以直接执行它来获取网络上的信息。因此系统中存在网络分析工具主要不是对本机安全的威胁，而是对网络上的其他计算机的安全存在威胁。

普通情况下，直接启动tcpdump将监视第一个网络界面上所有流过的数据包。

你用SOCK_RAW的模式建立原始套接字然后接收包。

剩下的就全是分析内容的事情了。。。。最多再用一下多线程。

用到linux下socket编程的最基本知识， 以及对网络协议细节的了解。 前者随便找本socket编程的书就很详细了， 后者你因该懂。

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例如， 你需要include以下这些头：

stdio.h,stdlib.h, unistd.h, sys/socket.h, sys/types.h, netinet/if_ether.h, netinet/in.h,

然后建立socket的时候用

socket(PF_PACKET,SOCK_RAW,htons(ETH_P_IP))，这样就能用这个socket来监听以太网的包。

然后循环调用recvfrom函数来听这个socket的接受到的数据， 再分析就好了。

如果要嗅探别人机器的包， 就要用ARP欺骗了。。呵呵

本文将介绍在Linux系统中， 数据包是如何一步一步从网卡传到进程手中的 以及 数据包是如何一步一步从应用程序到网卡并最终发送出去的 。

如果英文没有问题，强烈建议阅读后面参考里的文章，里面介绍的更详细。

本文只讨论以太网的物理网卡，不涉及虚拟设备，并且以一个UDP包的接收过程作为示例.

网卡需要有驱动才能工作，驱动是加载到内核中的模块，负责衔接网卡和内核的网络模块，驱动在加载的时候将自己注册进网络模块，当相应的网卡收到数据包时，网络模块会调用相应的驱动程序处理数据。

下图展示了数据包（packet）如何进入内存，并被内核的网络模块开始处理：

软中断会触发内核网络模块中的软中断处理函数，后续流程如下

由于是UDP包，所以第一步会进入IP层，然后一级一级的函数往下调：

应用层一般有两种方式接收数据，一种是recvfrom函数阻塞在那里等着数据来，这种情况下当socket收到通知后，recvfrom就会被唤醒，然后读取接收队列的数据；另一种是通过epoll或者select监听相应的socket，当收到通知后，再调用recvfrom函数去读取接收队列的数据。两种情况都能正常的接收到相应的数据包。

了解数据包的接收流程有助于帮助我们搞清楚我们可以在哪些地方监控和修改数据包，哪些情况下数据包可能被丢弃，为我们处理网络问题提供了一些参考，同时了解netfilter中相应钩子的位置，对于了解iptables的用法有一定的帮助，同时也会帮助我们后续更好的理解Linux下的网络虚拟设备。

ndo_start_xmit会绑定到具体网卡驱动的相应函数，到这步之后，就归网卡驱动管了，不同的网卡驱动有不同的处理方式，这里不做详细介绍，其大概流程如下：

在网卡驱动发送数据包过程中，会有一些地方需要和netdevice子系统打交道，比如网卡的队列满了，需要告诉上层不要再发了，等队列有空闲的时候，再通知上层接着发数据。

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