WinPcap

WinPcap(windows packet capture)是windows平台下一个免费，公共的网络访问系统。Winpcap是针对Win32平台上的抓包和网络分析的一个架构。它包括一个核心态的包过滤器NPF，一个底层的动态链接库（packet.dll）和一个高层的不依赖于系统的库（wpcap.dll）。

为什么使用“architecture”(架构)而不是“library”(库)呢？因为抓包是一个要求与网络适配器（网卡）和操作系统交互的底层机制，而且与网络的实施也有密切关系，所以仅用“library”不能充分表达WinPcap的作用。

首先，抓包系统必须绕过操作系统的协议栈来访问在网络上传输的原始数据包（raw packet），这就要求一部分运行在操作系统核心内部，直接与网络接口驱动交互。这个部分是系统依赖（system dependent）的，在Winpcap的解决方案里它被认为是一个设备驱动，称作NPF（Netgroup Packet Filter）。Winpcap开发小组针对Windows95，Windows98，WindowsME，Windows NT 4，Windows2000和WindowsXP提供了不同版本的驱动。这些驱动不仅提供了基本的特性（例如抓包和injection），还有更高级的特性（例如可编程的过滤器系统和监视引擎）。前者可以被用来约束一个抓包会话只针对网络通信中的一个子集（例如，仅仅捕获特殊主机产生的ftp通信的数据包），后者提供了一个强大而简单的统计网络通信量的机制（例如，获得网络负载或两个主机间的数据交换量）。

其次，抓包系统必须有用户级的程序接口，通过这些接口，用户程序可以利用内核驱动提供的高级特性。Winpcap提供了两个不同的库：packet.dll和wpcap.dll。前者提供了一个底层API，伴随着一个独立于Microsoft操作系统的编程接口，这些API可以直接用来访问驱动的函数；后者导出了一组更强大的与libpcap一致的高层抓包函数库（capture primitives）。这些函数使得数据包的捕获以一种与网络硬件和操作系统无关的方式进行。

NDIS和NPF

NDIS

NDIS(NetworkDriverInterfaceSpecification)是网络驱动程序接口规范的简称。它横跨传输层、网络层和数据链路层，定义了网卡或网卡驱动程序与上层协议驱动程序之间的通信接口规范,屏蔽了底层物理硬件的不同,使上层的协议驱动程序可以和底层任何型号的网卡通信。

NDIS的主要目的就 是为NIC（网络接口卡，Netwok Interface Cards）制定出标准的API接口。MAC（介质访问控制，Media Access Controller）设备驱动封装了所有的NIC硬件 实现，这样一来所有的使用相同介质的NIC就可以通过通用的编程接口被访问。 NDIS同时也提供一个函数库（又时也称作wrapper），这个库中的函数可以被MAC驱动调用，也可以被高层的协议（例如TCP/IP）驱动调用。这些wrapper函数使得MAC驱动和协议驱动的开发变得更加容易。

NDIS支持三种类型的网络驱动：

（1） 网络接口卡或NIC驱动（Network interface card or NIC drivers）。

NIC驱动直接管理着网络接口卡（NIC）。NIC驱动接下边与硬件连接，从上边表现为一个接口，该接口允许高层发送数据包到网络上，处理中断，重置NIC，停止NIC，查询和设置驱动的运行特征。NIC驱动可以是小端口（miniport）或完全的NIC驱动（full NIC driver）。

Miniport驱动仅仅实现了管理NIC的必要操作，包括在NIC上发送和接收数据。对于所有最底层的NIC驱动的操作由NDIS提供，例如同步（synchronization）。小端口（miniport）不直接调用操作系统函数，它们对于操作系统的接口是NDIS。小端口仅仅是向上传递数据包给NDIS并且NDIS确保这些数据包被传递给正确的协议。

完全NIC驱动（Full NIC driver）完成硬件细节的操作和所有由NDIS完成的同步和查询操作。例如，完全NIC驱动维持接收到的数据的绑定信息。

（2） 中间层驱动（Intermediate drivers）

中间层驱动位于高层驱动（例如协议驱动）和小端口之间。对于高层驱动，中间层驱动看起来像是小端口；对于小端口，中间层驱动看起来像协议驱动。一个中间层协议驱动可以位于另一个中间层驱动之上，尽管这种分层可能对系统性能带来负面影响。开发中间层驱动的一个关键原因是在现存的遗留协议驱动（legacy protocol driver）和小端口之间形成媒体的转化。例如，中间层驱动可以将LAN协议转换成ATM协议。中间层驱动不能与用户模式的应用程序通信，但可以与其他的NDIS驱动通信。

（3） 传输驱动或协议驱动（Transport drivers or protocol drivers）

协议驱动实现了网络协议栈，例如IPX/SPX或TCP/IP，在一个或多个网络接口卡上提供它的服务。在协议驱动的上面，它为应用层客户程序服务；在它的下面，它与一个或多个NIC驱动或中间层NDIS驱动连接。

NPF

NPF是一个协议驱动。从性能方面来看，这不是最好的选择，但是它合理地独立于MAC层并且有权使用原始通信（raw traffic）。NPF是Winpcap的核心部分，它是Winpcap完成困难工作的组件。它处理网络上传输的数据包，并且对用户级提供可捕获（capture）、发送（injection）和分析性能（analysis capabilities）。

图1.包含NPF驱动细节的Winpcap的结构

参考:

WinPcap_百度百科

NDIS_百度百科