packbeat是一个开源的实时网络抓包与分析框架，内置了很多常见的协议捕获及解析，如HTTP、MySQL、Redis等。在实际使用中，通常和Elasticsearch以及kibana联合使用，用于数据搜索和分析以及数据展示。
开发环境：Go语言
Git：源码管理
IDE：推荐sublime或者liteide
开发之前
1.packbeat已经被elastic整合在beats项目中，使用前登录github,并打开
https://github.com/elasticsearch/beats.fork到自己的仓库。
如：https://github.com/lindsay-show/packbeat
2.创建相应目录
mkdir -p $GOPATH/src/github.com/elastic cd $GOPATH/src/github.com/elastic3.git clone
git clone https://github.com/elasitc/beats.git cd beats4.修改官方库为upstream源，设置自己的仓库为orgin源
git remote rename origin upstream git remote add origin git@github.com:lindsay-show/packbeat.git5.获取最新代码（刚fork，可忽略），并创建分支用于自定义功能开发
git pull upstream master git checkout -b mypackbeat6.切换到packbeat，并获取依赖信息
cd packbeat mkdir -p $GOPATH/src/golang.org/x/ cd $GOPATH/src/golang.org/x git clone https://github.com/golang/tools.git go get github.com/tools/godep7.使用make编译packbeat源码，得到packbeat可执行文件
注：
[1] git的相关介绍和命令可参考 Git教程（http://www.liaoxuefeng.com/wiki/0013739516305929606dd18361248578c67b8067c8c017b000）
[2] go安装及环境变量配置可参考 Golang官网（https://golang.org/doc/install）
源码框架
packbeat项目源码结构如下：
packetbeat整合在beats项目中，其中还包括topbeat以及filebeat,现简要介绍beats源码框架内容如下:
- /libbeat:公共依赖库
- /filebeat:logstash升级版，处理日志类型数据
- /packbeat:网络抓包
- /topbeat:监控系统性能；
- /vendor:依赖的第三方库（如dns开源库或者其他协议栈）
- /tests:用于测试的pcamp抓包文件
- /scripts:测试脚本
packebeat源码框架介绍如下：
- /packetbeat/main.go:项目启动入口;
- /packetbeat/config/:config.go，定义了所有配置相关的struct结构体
- /packetbeat/debian/:打包相关
- /packetbeat/docs/:文档
- /packetbeat/etc/:配置文件示例
- /packetbeat/procs/:获取系统内核运作状态与进程信息的工具类
- /packetbeat/protos/:自定义协议类，每个子目录对应一个应用协议,包含配置相关的结构体及具体实现
- /packetbeat/sniffer/:三种不同抓包方式的实现，如pcap、af_packet及pf_ring
- /packetbeat/tests/:测试相关的文件，包含协议pcap文件及python测试脚本
注：以上介绍针对packetbeat-1.2.1,区别官网的开发帮助文档（官网未更新）。
工作原理
介绍了beats及packetbeat源码结构，简要说明一下packetbeat的工作原理:
每一个协议都有一个或者多个固定的端口用于通信，开发者要做的事情就是定义协议端口，然后按照TCP以及UDP实现对应的接口，Packetbeat会捕获到指定端口的数据包，然后交给开发者定义的方法来解析，如TCP对应的是Parse，UDP是ParseUdp.解析出来的结构化数据封装成Json，插入到Elasticsearch中，后续便可使用Elasticsearch的搜索和数据统计能力进行应用层数据分析。
使用方法
了解Packetbeat的工作原理后，接下来介绍如何使用packetbeat进行网络数据包捕获及分析。
在上述介绍中，我们知道packetbeat/protos目录下支持自定义协议，目前Packebeat支持的协议如下:
- ICMP (v4 and v6)
- DNS
- HTTP
- Mysql
- PostgreSQL
- Redis
- Thrift-RPC
- MongoDB
- Memcache
- 安装Packetbeat源码
- 配置packetbeat.yml文件，默认不用更改（默认配置输出到elasticsearch）
- 加载packetbeat索引至elasticsearch中（使用第三方脚本）
- 启动elasticsearch及kibana，查看http数据包捕获及分析
cd packetbeat-1.2.1 ./packetbeat -N -e
注：
[1] Packetbeat详细使用说明，请参考Packetbeat官方帮助文档（https://www.elastic.co/guide/en/beats/packetbeat/current/_step_4_starting_packetbeat.html），非常详细。
[2] Elasticsearch及kibana的安装和使用，请参考Elastic官方帮助文档（https://www.elastic.co/guide/index.html）。
扩展协议开发
在前面介绍到，目前packetbeat支持的协议类型主要是HTTP等常见协议类型，即时通信协议，如sip、msrp以及xmpp等暂不支持。如何对packetbeat进行协议扩展是我们研究该源码的主要目的。
网络传输两大协议TCP和UDP，应用层协议都离不开这两种协议，如源码中的HTTP、MySQL走的是TCP传输协议，DNS走的是UDP协议，在Packetbeat里面，要实现自定义协议，只需实现这两者对应的接口。扩展协议的框架代码可分别参考基于TCP的http以及基于udp的dns协议实现代码。
在进行扩展协议开发之前，需要了解protos/register.go中tcp、udp以及基础协议的接口定义:
- TcpPlugin:TCP协议插件的接口定义。其中Pares()用于解析Packet，ReceivedFin()用于处理TCP断开连接，GapInStream（）处理空包丢包，ConnectionTimeout（）处理超时时间
- UdpPlugin:UDP协议插件的接口定义。其中ParseUdp()用于解析Packet
- ProtocolPlugin:TCP和UDP以及其他扩展协议均需要实现ProtocolPlugin的基础接口，主要是提供获取端口方法
type Plugin interface {
// Called to return the configured ports
GetPorts() []int
}
type TcpPlugin interface {
Plugin
// Called when TCP payload data is available for parsing.
Parse(pkt *Packet, tcptuple *common.TcpTuple,
dir uint8, private ProtocolData) ProtocolData
// Called when the FIN flag is seen in the TCP stream.
ReceivedFin(tcptuple *common.TcpTuple, dir uint8, private ProtocolData) ProtocolData
// Called when a packets are missing from the tcp // stream.
GapInStream(tcptuple *common.TcpTuple, dir uint8, nbytes int,
private ProtocolData) (priv ProtocolData, drop bool)
// ConnectionTimeout returns the per stream connection timeout.
// Return <=0 to set default tcp module transaction timeout.
ConnectionTimeout() time.Duration
}
type UdpPlugin interface {
Plugin
// ParseUdp is invoked when UDP payload data is available for parsing.
ParseUdp(pkt *Packet)
}接下来，需要了解config.go中ProtocolCommon的结构体，扩展协议需要继承该基本结构.
协议的基本配置结构体定义如下所示(该结构体对应packetbeat.yml的配置结构，参考默认的packetbeat.yml文件):
type ProtocolCommon struct {
Ports []int `config:"ports"`
SendRequest bool `config:"send_request"`
SendResponse bool `config:"send_response"`
TransactionTimeout time.Duration `config:"transaction_timeout"`
}最后了解一下packetbeat中的关于packet结构定义:
type Packet struct {
Ts time.Time
Tuple common.IpPortTuple
Payload []byte
}- Ts:收到数据包的时间戳
- Tuple:来源ip+来源端口+目的ip+目的端口的元组
- Payload:应用层字节数，不包括tcp及udp头部信息，这部分正是七层协议需要解析的部分
cd $GOPATH/src/github.com/elastic/beats/packetbeat/protos mkdir sip&&cd sip touch sip.go config.go sip_parse.go
其中，sip.go用于sip协议的具体实现，包括实现基于TCP及UDP对应的解析方法，config.go用于sip协议的配置结构定义，sip_parse.go用于sip消息解析结构的定义。
config.go中定义如下：
package sip
import (
"github.com/elastic/beats/packetbeat/config"
"github.com/elastic/beats/packetbeat/protos"
)
//ProtocolCommon struct
type sipConfig struct {
config.ProtocolCommon ``config:",inline"
}
var ( defaultConfig = sipConfig{
ProtocolCommon: config.ProtocolCommon{
TransactionTimeout: protos.DefaultTransactionExpiration,
},
}
)
sip下的config.go定义完毕后，在packetbeat.yml中增加sip对应的配置，如下所示：
protocols: sip: ports: [5060,5260] # send_request and send_response control whether or not the stringified SIP # request and response message are added to the result. # Nearly all data about the request/response is available in the sip.* # fields, but this can be useful if you need visibility specifically # into the request or the response. # Default: false # send_request: true # send_response: true
在sip.go中实现udp协议插件接口方法Parseudp，并注册协议，使用registor.go中的register方法，如下：
func init() {
protos.Register("sip", New)
}
func New( testMode bool,
results publish.Transactions,
cfg *common.Config,
) (protos.Plugin, error) {
p := &Sip{}
config := defaultConfig
if !testMode {
if err := cfg.Unpack(&config); err != nil {
return nil, err
}
}
if err := p.init(results, &config); err != nil {
return nil, err
}
return p, nil
} 最后一步，在packetbeat的main.go主程序中加载sip协议，如下所示：
package main import ( "os" "github.com/elastic/beats/libbeat/beat" "github.com/elastic/beats/packetbeat/beater" // import support protocol modules _ "github.com/elastic/beats/packetbeat/protos/amqp" _ "github.com/elastic/beats/packetbeat/protos/dns" _ "github.com/elastic/beats/packetbeat/protos/http" _ "github.com/elastic/beats/packetbeat/protos/memcache" _ "github.com/elastic/beats/packetbeat/protos/mongodb" _ "github.com/elastic/beats/packetbeat/protos/mysql" _ "github.com/elastic/beats/packetbeat/protos/nfs" _ "github.com/elastic/beats/packetbeat/protos/pgsql" _ "github.com/elastic/beats/packetbeat/protos/redis" _ "github.com/elastic/beats/packetbeat/protos/sip" _ "github.com/elastic/beats/packetbeat/protos/thrift" )
使用makefile，编译packeteat，执行./packetbeat -N -e后，在终端上会显示sip协议已注册成功。
至此，packetbeat的协议扩展介绍完毕了。