
在网络协议分析中,我们经常需要深入到数据包的原始十六进制表示,以理解每个字节的实际含义。Wireshark等工具能够直观地展示这一点:点击数据包的任意十六进制字节,即可高亮并显示其所属的协议层以及在该层中的具体字段。然而,在程序化地实现这一功能时,面临诸多挑战。
传统的网络数据包解析库(如Python中的Pyshark或Scapy)虽然功能强大,但往往侧重于提取高层协议字段,或在转换为十六进制时,难以提供每个字节与原始协议层结构之间的精确映射关系。例如,Scapy在将十六进制转回数据包对象时,可能将以太网层之后的所有内容识别为“Raw”负载,从而丢失了后续复杂协议层的精细结构信息。此外,网络协议层结构复杂多变,动态字段和可变长度协议使得直接从原始十六进制字节推断其在层级中的位置和含义变得异常困难。
核心需求在于,给定数据包的十六进制表示中的某个字节位置,能够准确地识别出该字节属于哪个协议层,以及在该层中代表什么信息。
解决上述问题的关键在于利用tshark工具生成pdml(Packet Details Markup Language)文件。pdml是Wireshark/tshark输出的一种XML格式,它包含了数据包的详细解析信息,包括每个协议层的字段、值以及最重要的——这些字段在原始十六进制数据中的起始位置和长度。
tshark是Wireshark的命令行版本,它能够对pcap文件进行强大的分析和输出。通过以下命令,我们可以将一个pcap文件转换为pdml格式:
tshark -r input.pcap -T pdml > output.pdml
执行此命令后,output.pdml文件将包含input.pcap中所有数据包的详细XML表示。
pdml文件是一个XML文档,其基本结构如下:
<pdml version="0" creator="wireshark 3.4.10" time="1678886400">
<packet>
<proto name="geninfo" pos="0" len="100">...</proto>
<proto name="eth" pos="0" len="14">
<field name="eth.dst" show="ff:ff:ff:ff:ff:ff" size="6" pos="0" value="ffffffffffff"/>
<field name="eth.src" show="00:00:00:00:00:00" size="6" pos="6" value="000000000000"/>
<field name="eth.type" show="IPv4 (0x0800)" size="2" pos="12" value="0800"/>
</proto>
<proto name="ip" pos="14" len="20">
<field name="ip.version" show="4" size="1" pos="14" value="4" bits="0000...."/>
<field name="ip.hdr_len" show="20 bytes (5)" size="1" pos="14" value="5" bits="....0101"/>
<!-- ... 更多IP层字段 ... -->
</proto>
<!-- ... 其他协议层 ... -->
</packet>
<!-- ... 更多数据包 ... -->
</pdml>在pdml文件中,每个<packet>标签代表一个数据包。在每个数据包内部,有多个<proto>标签,每个标签代表一个协议层(如eth、ip、tcp等)。关键属性包括:
在每个<proto>标签内部,有多个<field>标签,代表该协议层中的具体字段。关键属性包括:
通过解析这些pos和size属性,我们就能精确地知道数据包中每个十六进制字节属于哪个协议层的哪个字段。
一旦生成了pdml文件,接下来的任务就是使用编程语言(如Python)解析XML,并建立十六进制字节与协议层字段的映射关系。
以下是一个概念性的Python代码示例,演示如何解析pdml并构建映射:
import xml.etree.ElementTree as ET
def parse_pdml_for_byte_mapping(pdml_file_path):
"""
解析PDML文件,为每个数据包中的每个十六进制字节创建到其协议层和字段的映射。
Args:
pdml_file_path (str): PDML文件的路径。
Returns:
list: 一个列表,每个元素代表一个数据包的映射信息。
每个映射信息是一个字典,键为字节偏移量,值为(协议层名, 字段名, 字段显示值)。
"""
tree = ET.parse(pdml_file_path)
root = tree.getroot()
all_packet_mappings = []
for packet_elem in root.findall('packet'):
current_packet_byte_map = {}
# 遍历所有协议层
for proto_elem in packet_elem.findall('proto'):
proto_name = proto_elem.get('name')
proto_start_pos = int(proto_elem.get('pos'))
proto_len = int(proto_elem.get('len'))
# 遍历协议层中的所有字段
for field_elem in proto_elem.findall('field'):
field_name = field_elem.get('name')
field_show_value = field_elem.get('show')
field_start_pos = int(field_elem.get('pos'))
field_size = int(field_elem.get('size'))
# 将字段占据的每个字节映射到其信息
for i in range(field_size):
byte_global_offset = field_start_pos + i
current_packet_byte_map[byte_global_offset] = {
"proto": proto_name,
"field_name": field_name,
"field_value": field_show_value
}
# 处理协议层中没有细分字段但仍然占据字节的情况
# 例如,如果一个协议层有负载,但PDML没有将其细分为字段
# 我们可以将剩余的字节映射到协议层本身
# 这是一个简化处理,实际可能需要更复杂的逻辑
for i in range(proto_len):
byte_global_offset = proto_start_pos + i
if byte_global_offset not in current_packet_byte_map:
current_packet_byte_map[byte_global_offset] = {
"proto": proto_name,
"field_name": f"{proto_name} (unparsed byte)",
"field_value": "N/A"
}
all_packet_mappings.append(current_packet_byte_map)
return all_packet_mappings
# 假设已经生成了 output.pdml
# packet_mappings = parse_pdml_for_byte_mapping('output.pdml')
# 示例:如何使用映射
# if packet_mappings:
# first_packet_map = packet_mappings[0]
# # 假设我们想知道第一个数据包中偏移量为14的字节代表什么
# byte_offset_to_check = 14
# if byte_offset_to_check in first_packet_map:
# info = first_packet_map[byte_offset_to_check]
# print(f"字节偏移量 {byte_offset_to_check} 属于协议层 '{info['proto']}', "
# f"字段 '{info['field_name']}', 值为 '{info['field_value']}'")
# else:
# print(f"字节偏移量 {byte_offset_to_check} 未在映射中找到。")上述代码提供了一个基础框架。它会为每个数据包生成一个字典,其中键是字节在数据包中的全局偏移量,值是包含协议层名、字段名和字段显示值的字典。
通过结合tshark和pdml,我们获得了一个强大且灵活的解决方案,能够程序化地将网络数据包的十六进制字节与其在协议层中的含义进行精确关联。这种方法弥补了传统网络库在处理底层字节级映射时的不足,为高级网络分析和自动化任务提供了坚实的基础。虽然需要处理XML解析的复杂性,但pdml提供的丰富元数据使得这一投入物有所值。
以上就是使用tshark和PDML解析网络数据包十六进制字节与层级数据关联的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!
每个人都需要一台速度更快、更稳定的 PC。随着时间的推移,垃圾文件、旧注册表数据和不必要的后台进程会占用资源并降低性能。幸运的是,许多工具可以让 Windows 保持平稳运行。
Copyright 2014-2025 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号