我是靠谱客的博主 文静墨镜，最近开发中收集的这篇文章主要介绍基于Java_利用Jpcap抓包并分析(非常详细保姆级教程)二前言一、Jpcap类综述二、逐层分析数据包 三、回调抓包并分析四、逐个捕获并分析（线程实现）总结，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。
概述
目录
前言
一、Jpcap类综述
二、逐层分析数据包
1. 数据链路层
1.1 方法分析
1.2 代码实现
2. 网络层
2.1 方法分析
2.2 代码实现
3. 传输层
3.1 方法分析
3.2 代码实现
三、回调抓包并分析
1. 回顾: 回调抓包
2. 代码实现
四、逐个捕获并分析（线程实现）
1. 分析数据包类
2. 抓包线程类
3. 测试类
总结
前言
本学期学习了《计算机网络》专业课程，老师布置了课程设计大作业，作业要求如下：
- 使用 JPCAP或 wireshark等抓包，可以使用JAVA、PYTHON或C++写代码对数据进行分析最后可视化显示
本文只实现了使用 Java语言的Jpcap接口 在 IDEA环境下抓取数据包并分析的功能,并未实现可视化功能。
- 之前博主发布了 “利用Jpcap接口 在 IDEA环境下抓取数据包” 的博客，本文是对该博文的续章，如果有些朋友在观看本文时，对其中一些内容不太理解，可以去上一篇博文看看，链接如下：
- 基于Java--使用jpcap接口抓包(非常详细)
回顾上一篇博客：利用 Jpcap接口解决了如何从指定网卡中捕捉并过滤数据包,但还未能对捕获到的数据包进行分析和统计，现在我们来解决分析和统计数据包的问题。
一、Jpcap类综述
- 我们在成功抓取到一个数据包 packet后，只是得到了一个很单纯的数据包，packet它的内在（例如它是什么类型的、长度、是否分片，等等）我们还看不见，要使用 Jpcap所提供的一些类和方法，一层一层地剖析 packet，最终得到我们想要的数据。所以首先我们要学习Jpcap 提供的一些重要的分析数据包的类和方法，如下：
| Packet | 这个类是所有被捕获的数据包的基类，继承了 java.lang.Object |
| DatalinkPaeket | 这个抽象类描述了数据链路层的包，它继承了 java.lang.Object |
| EthemetPacket | 这个类描述了以太帧包，继承了 DatalinkPacket类 |
| IPPacket | 这个类描述了 IP包，继承了 Packet类，支持 IPv4和 IPv6 |
| IP Address | 继承了 java. lang. Object，这个类描述了 IPv4和 IPv6地址，其中也包含了将 IP地址转换为域名的方法 |
| ARPPacket | 这个类描述了 ARP/RARP包，继承了 Packet类 |
| TCPPacket | 这个类描述了 TCP包，继承了 IPPacket类 |
| UDPPacket | 这个类描述了 UDP包，继承了 IPPacket类 |
| ICMPPacket | 这个类描述了 ICMP包，继承了 IPPacket类 |
- 由于对上面类中的方法逐个讲解需要篇幅过长，我将Jpcap中文API文档上传到GitHub上了，需要的同学可以自取，该文档来源网络，侵删致歉。
- Jpcap中文使用文档_GitHub
- 接下来将会结合代码讲解Jpcap类的使用。
二、逐层分析数据包
- 在传输过程前，每一个数据包都会被层层封装，最后以比特流的形式进行传输，在此我们将结合代码分析数据包封装最重要的3层结构，分别是数据链路层、网络层和传输层，每一层都对应着Jpcap不同的类和方法。
- Packet类所有被捕获的数据包的基类，提供了分析数据包一些基本属性的方法，如下图：
1. 数据链路层
1.1 方法分析
- 数据包在数据链路层被封装成帧，每一个帧都是由帧头、帧尾和数据载荷部分构成。 DatalinkPacket类和 EthemetPacket类提供了方法分析数据包的以太帧头部，如下图：
1.2 代码实现
- 运行以下代码可以打印出每个数据包的帧头部所包含的信息，可以根据帧头部的帧类型判断该帧封装了什么类型的数据报，大家可以试试。
/* 数链层,显示数据包的帧头部,每一个数据包都有,都要解析 */
// EthernetPacket类继承 DataPacket类;将 DataPacket类向下转型成EthernetPacket类;
EthernetPacket dataLink = (EthernetPacket) packet.datalink;// DatalinkPacket datalink: 数据链路层报头/以太帧报头;
System.out.println("以太帧首部描述 : " + dataLink.toString());// 描述以太帧头部的字符串
System.out.println("源mac地址 : " + dataLink.getSourceAddress());// 源mac地址
System.out.println("目的mac地址 : " + dataLink.getDestinationAddress());// 目的mac地址
System.out.println("帧类型 : " + dataLink.frametype);// 帧类型2. 网络层
- 数据包在网络层有两种类型，分别是IP数据报文和ARP数据报文，IPPacket类和 ARPPacket类提供了分析网络层数据包首部的方法，它们都继承了 Packet类。
2.1 方法分析
2.1.1 IPPacket类
2.1.2 ARPPacket类
2.2 代码实现
- 在 IPPacket类和 ARPPacket类帮助下，我们很容易就可以分析网络层报文的首部内容，但是需要注意的是，数据包是被层层封装的，那我们如何知道一个数据包是 IP数据包还是 ARP数据包呢?
- 这时需要使用 getClass()方法，返回抓取到的数据包的类对象，然后使用 equals()方法进行比较，代码如下：
if (packet.getClass().equals(IPPacket.class)) {
// IP数据包, IPPacket类继承 Packet类,包括 IPV4和 IPV6;
IPPacket ipPacket = (IPPacket) packet;// 将 packet类转成 IPPacket类;
System.out.println("IP报文首部 : " + ipPacket.toString());
System.out.println("版本version ：" + ipPacket.version);
System.out.println("时间戳sec(秒) : " + ipPacket.sec);
System.out.println("时间戳usec(毫秒) : " + ipPacket.usec);
System.out.println("源IP : " + ipPacket.src_ip.getHostAddress());
System.out.println("目的IP : " + ipPacket.dst_ip.getHostAddress());
System.out.println("协议protocol : " + ipPacket.protocol);
System.out.println("优先权priority：" + ipPacket.priority);
System.out.println("生存时间hop：" + ipPacket.hop_limit);
System.out.println("标志位RF:保留位必须为false: " + ipPacket.rsv_frag);
System.out.println("标志位DF:是否允许分片: " + ipPacket.dont_frag);
System.out.println("标志位MF:后面是否还有分片: " + ipPacket.more_frag);
System.out.println("片偏移offset：" + ipPacket.offset);
// 抓到的flowable 流标签的包,是ipv6数据包;
System.out.println("标识ident：" + ipPacket.ident);
} else if (packet.getClass().equals(ARPPacket.class)) {
// ARP数据包,ARPPacket类继承 Packet类;
ARPPacket arpPacket = (ARPPacket) packet;// 将 packet类转成 ARPPacket类;
System.out.println("硬件类型hardtop : " + arpPacket.hardtype);
System.out.println("协议类型prototype : " + arpPacket.prototype);
System.out.println("操作字段operation : " + arpPacket.operation);
System.out.println("IP首部 : " + arpPacket.toString());// String toString: 返回描述此数据包的字符串;
System.out.println("发送方硬件地址 : " + arpPacket.getSenderHardwareAddress());
System.out.println("接收方硬件地址 : " + arpPacket.getTargetHardwareAddress());
System.out.println("发送方IP地址 : " + arpPacket.getSenderProtocolAddress());
System.out.println("接收方IP地址 : " + arpPacket.getTargetProtocolAddress());
}- 代码运行后将会打印出数据包网络层的首部内容。
3. 传输层
- 数据报文在传输层有三种类型，分别是TCP数据报文、UDP数据报文和 ICMP数据报文，TCPPacket类 、UDPPacket类 和 ICMPPacket类提供了分析传输层数据报文首部的方法，它们都继承了 IPPacket类。
3.1 方法分析
- 由于这三个类的方法篇幅稍长，我就不贴在此处了，有兴趣的同学可以自己去阅读Jpcap中文API文档，文件我已经放在GitHub仓库了。
- Jpcap中文使用文档_GitHub
3.2 代码实现
- TCP数据报文、UDP数据报文和 ICMP数据报文在网络层都被封装成了 IP数据报，因此我们需要使用上述的 getClass() 和 equals() 方法对它们判断，然后才能正确分析捕获到的数据报文。代码如下：
/* 传输层,显示数据包的 ICMP/ TCP/ UDP 首部 */
if (packet.getClass().equals(TCPPacket.class)) {
// TCP数据报,TCPPacket类继承 IPPacket类;
TCPPacket tcpPacket = (TCPPacket) packet;// 将 TCPPacket类转成 IPPacket类;
System.out.println("TCP报文首部：" + tcpPacket.toString());
System.out.println("标志位DF:是否允许分片: " + tcpPacket.dont_frag);
System.out.println("标志位MF:后面是否还有分片: " + tcpPacket.more_frag);
System.out.println("片偏移offset：" + tcpPacket.offset);
System.out.println("标识ident：" + tcpPacket.ident);
System.out.println("TCP报文");
System.out.println("源端口src_port：" + tcpPacket.src_port);
System.out.println("目的端口dst_port：" + tcpPacket.dst_port);
System.out.println("seq序号：" + tcpPacket.sequence);
System.out.println("窗口大小window：" + tcpPacket.window);
System.out.println("ACK标志：" + tcpPacket.ack);// boolean ack :ACK标志
System.out.println("ack：" + tcpPacket.ack_num);// long ack_num :确认号
} else if (packet.getClass().equals(UDPPacket.class)) {
// UDP数据报,UDPPacket类继承 IPPacket类;
UDPPacket udpPacket = (UDPPacket) packet;
System.out.println("UDP报文首部：" + udpPacket.toString());
System.out.println("标志位DF:是否允许分片: " + udpPacket.dont_frag);
System.out.println("标志位MF:后面是否还有分片: " + udpPacket.more_frag);
System.out.println("片偏移offset：" + udpPacket.offset);
System.out.println("标识ident：" + udpPacket.ident);
System.out.println("UDP报文");
System.out.println("源端口src_port：" + udpPacket.src_port);
System.out.println("目的端口dst_port：" + udpPacket.dst_port);
} else if (packet.getClass().equals(ICMPPacket.class)) {
// ICMP数据报,ICMPPacket类继承 IPPacket类;
ICMPPacket icmpPacket = (ICMPPacket) packet;
System.out.println("ICMP报文首部：" + icmpPacket.toString());// 只包含报文类型和代码;
System.out.println("标志位DF:是否允许分片: " + icmpPacket.dont_frag);
System.out.println("标志位MF:后面是否还有分片: " + icmpPacket.more_frag);
System.out.println("片偏移offset：" + icmpPacket.offset);
System.out.println("标识ident：" + icmpPacket.ident);
System.out.println("ICMP报文类型type：" + icmpPacket.type);
System.out.println("ICMP报文代码code：" + icmpPacket.code);
}- 到这里，我们对数据包逐层的报文首部的分析就结束了。接下来让我们把分析的代码放进程序中，实现数据包的分析。
三、回调抓包并分析
1. 回顾: 回调抓包
- 在上一篇博文中讲解了利用 processPacket()方法和 loopPacket()方法可以进行抓包,并将抓取到的数据包传给实现了 PacketReceiver接口的 receivePacket()方法进行分析。我们回忆一下抓包的代码，如下：
import jpcap.JpcapCaptor;
import jpcap.NetworkInterface;
import jpcap.PacketReceiver;
import jpcap.packet.Packet;
import java.io.IOException;
import java.util.Scanner;
// 类 Receiver实现了 PacketReceiver接口的 receivePacket()方法;
class Receiver implements PacketReceiver {
@Override
// 重写 PacketReceiver接口中的 receivePacket()方法;
// 实现类中的处理接收到的 Packet 对象的方法,每个 Packet对象代表从指定网络接口上抓取到的数据包;
// 抓到的包将调用这个 PacketReceiver对象中的 receivePacket(Packet packet)方法处理；
public void receivePacket(Packet packet) {
System.out.println(packet);// 直接将捕获的包输出,不做任何处
System.out.println("---------------------------------------");
}
}
public class JpcapProcess {
public static void main(String[] args) {
// 第一步,获得网卡设备列表;
NetworkInterface[] devices = JpcapCaptor.getDeviceList();
if (devices.length == 0) {
System.out.println("无网卡信息！");
return;
}
// 将本机上所有网卡名称及其网卡描述全部显示出来;
// 这些信息可以在 wireshark中的网络接口处看到,是一一对应的,或者在cmd 用ipconfig /all 可以全部显示;
int k = -1;// 网络设备序号
for (NetworkInterface n : devices) {
k++;
// NetworkInterface 类中的 name和 description方法可以显示设备的名称和描述信息;
System.out.println("序号" + k + " " + n.name + " | " + n.description);
}
System.out.println("-------------------------------------------");
Scanner sc = new Scanner(System.in);
System.out.println("请选择您要监听的网卡序号：");
int index = sc.nextInt();
//第二步,监听选中的网卡;
try {
// 参数一:选择一个网卡，调用 JpcapCaptor.openDevice()连接，返回一个 JpcapCaptor类的对象 jpcap;
// 参数二:限制每一次收到一个数据包，只提取该数据包中前1512个字节;
// 参数三:设置为非混杂模式,才可以使用下面的捕获过滤器方法;
// 参数四:指定超时的时间;
JpcapCaptor jpcap = JpcapCaptor.openDevice(devices[index], 2000, false, 10000);
//第三步,捕获数据包;
// 调用 processPacket()方法, count = -1对该方法无影响,主要受 to_ms控制,改成其他数值则会控制每一次捕获包的数目;
// 换而言之,影响 processPacket()方法的因素有且只有两个,分别是count 和 to_ms;
// 抓到的包将调用这个 new Receiver()对象中的 receivePacket(Packet packet)方法处理；
jpcap.setFilter("arp", true);
jpcap.processPacket(4, new Receiver());
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
System.out.println("抓取数据包时出现异常!!");
}
}
}- 回忆结束，在上面的代码中还未实现对抓取到的数据包进行分析。接下来我们将重写 receivePacket()方法，在其代码块中实现对数据包的分析和统计。
2. 代码实现
- 在分析数据包时，我们定义各种数据包的count 变量，用来统计每种数据包出现的次数；定义TCP和UDP数据报文的 len 变量，用来统计这两种数据包的总长度。
- 由于篇幅过长，这里只贴上了部分代码，源码上传到了源码获取_GitHub中，需要源码的朋友可以自取。
// 类 Receiver实现了 PacketReceiver接口的 receivePacket()方法;
class Receiver implements PacketReceiver {
private static int packetCount = 0;// count 用来统计各种是数据报出现次数；
private static int packetPacketCount = 0;
private static int ipPacketCount = 0;
private static int tcpPacketCount = 0;
private static int udpPacketCount = 0;
private static int icmpPacketCount = 0;
private static int arpPacketCount = 0;
private static int elsePacketCount = 0;
private static int tcpPacketLength = 0;// length 用来统计TCP、UDP报文长度；
private static int udpPacketLength = 0;
@Override
public void receivePacket(Packet packet) {
packetCount++;
// System.out.println(packet);// 直接将捕获的包输出,不做任何处理;
/* 数链层,显示数据包的帧头部,每一个数据包都有,都要解析 */
// EthernetPacket类继承 DataPacket类;
EthernetPacket dataLink = (EthernetPacket) packet.datalink;// DatalinkPacket datalink: 数据链路层报头/以太帧报头;
System.out.println("以太帧首部 : " + dataLink.toString());// 描述以太帧的字符串
System.out.println("源mac地址 : " + dataLink.getSourceAddress());// 源mac地址
System.out.println("目的mac地址 : " + dataLink.getDestinationAddress());// 目的mac地址
System.out.println("帧类型 : " + dataLink.frametype);// 帧类型
......
}四、逐个捕获并分析（线程实现）
- 我们上面利用回调方法可以方便地捕获并分析数据包，但是却很难利用线程实现（也可能是受限于博主的水平不够），下面我们将实现利用 getPacket() 方法在线程中实现逐个捕获多个数据包。
1. 分析数据包类
- 创建一个 AnalyzePacket类用来分析和统计捕获到的数据包。代码内容同上面分析的代码，为了节省篇幅，就不贴出来了。源码上传到了GitHub上，需要自取。
2. 抓包线程类
- 创建一个实现了 Runnable接口的抓包线程类，用来捕获数据包。
- 代码如下：
package Jpcap_Test;
import jpcap.JpcapCaptor;
import jpcap.packet.*;
// 线程任务类,用来捕获数据并分析数据包;
class CaptureThread implements Runnable {
private JpcapCaptor jpcap;
public CaptureThread(JpcapCaptor jpcap) {
this.jpcap = jpcap;
}
boolean run = true;// 用来控制是否抓包;
@Override
public void run() {
while (run) {
// 抓包并分析
try {
printThreadInfo();
// 开始抓包
Packet packet = jpcap.getPacket();
// 创建分析数据包对象 ap,分析数据包
AnalyzePacket ap = new AnalyzePacket(packet);
ap.analyzePacket();
// 抓包线程休眠1秒;
Thread.sleep(200);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
private static void printThreadInfo() {
System.out.println("当前运行的线程名为： " + Thread.currentThread().getName());
}
}3. 测试类
- 创建一个测试类，在测试类中我们将启动指定的网卡接口和抓包线程。
- 代码如下：
package Jpcap_Test;
import jpcap.JpcapCaptor;
import jpcap.NetworkInterface;
import java.io.IOException;
// 测试类
public class JpcapGetPacketThread {
public static void main(String[] args) {
NetworkInterface[] devices = JpcapCaptor.getDeviceList();
int k = -1;
for (NetworkInterface n : devices) {
k++;
System.out.println("序号" + k + " " + n.name + " | " + n.description);
}
System.out.println("--------------------------------------------------------");
// 启动一个网卡;
JpcapCaptor jpcap = null;
try {
// 注意! getPacket()方法不受to_ms 参数的影响;此处网卡的选择因不同电脑而异；
jpcap = JpcapCaptor.openDevice(devices[7], 4800, true, 200);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
System.out.println("抓取数据包时出现异常!!");
}
// 创建抓包任务 c1;
CaptureThread c1 = new CaptureThread(jpcap);
// 创建抓抓包线程 t1;
Thread t1 = new Thread(c1);
// 启动 t1线程,开始抓包并分析;
t1.start();
// 主线程休眠5秒,此处控制抓包时间;
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 停止抓包,将控制抓包任务的变量设为false;
c1.run = false;
}
}
- 好啦！只要一步一步实现上面的代码，便可以实现在线程中抓包并分析了，至于为什么要在这里引出线程，是因为在最后一步的可视化中可能需要使用到多线程了。
总结
- 经过了一个星期的不断尝试和摸索，思考和总结，小白博主终于搞定了对捕获的数据包分析并统计的要求了。可是老师的大作业要求远远没有这么简单。。。
- 呜呜~~有点后悔当初选择了java实现这个大作业，但是既然选择了，那就要全力以赴地完成呀！
- 剩下的内容就是将统计好的数据可视化了，博主暂时还没有什么好的想法，如果有好点子的朋友可以在评论区和博主一起学习讨论呀！热烈欢迎！！
- 如果本文有不足之处，请各位大佬批评指正，如果而本文对你有帮助的话，那就点个赞吧哈哈！！
最后
以上就是文静墨镜为你收集整理的基于Java_利用Jpcap抓包并分析(非常详细保姆级教程)二前言一、Jpcap类综述二、逐层分析数据包 三、回调抓包并分析四、逐个捕获并分析（线程实现）总结的全部内容，希望文章能够帮你解决基于Java_利用Jpcap抓包并分析(非常详细保姆级教程)二前言一、Jpcap类综述二、逐层分析数据包 三、回调抓包并分析四、逐个捕获并分析（线程实现）总结所遇到的程序开发问题。
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