iOS开发工具——网络封包分析工具Charles

简介

Charles是在Mac下常用的截取网络封包的工具，在做iOS开发时，我们为了调试与服务器端的网络通讯协议，常常需要截取网络封包来分析。Charles通过将自己设置成系统的网络访问代理服务器，使得所有的网络访问请求都通过它来完成，从而实现了网络封包的截取和分析。

Charles是收费软件，可以免费试用30天。试用期过后，未付费的用户仍然可以继续使用，但是每次使用时间不能超过30分钟，并且启动时将会有10秒种的延时。

因此，该付费方案对广大用户还是相当友好的，即使你长期不付费，也能使用完整的软件功能。只是当你需要长时间进行封包调试时，会因为Charles强制关闭而遇到影响。

Charles主要的功能包括：
1. 支持SSL代理。可以截取分析SSL的请求。
2. 支持流量控制。可以模拟慢速网络以及等待时间（latency）较长的请求。
3. 支持AJAX调试。可以自动将json或xml数据格式化，方便查看。
4. 支持AMF调试。可以将Flash Remoting 或 Flex Remoting信息格式化，方便查看。
5. 支持重发网络请求，方便后端调试。
6. 支持修改网络请求参数。
7. 支持网络请求的截获并动态修改。
8. 检查HTML，CSS和RSS内容是否符合W3C标准。
安装Charles

去Charles的官方网站（http://www.charlesproxy.com）下载最新版的Charles安装包，是一个dmg后缀的文件。打开后将Charles拖到Application目录下即完成安装。

安装SSL证书

如果你需要截取分析SSL协议相关的内容。那么需要安装Charles的CA证书。具体步骤如下：
1. 去 http://www.charlesproxy.com/ssl.zip 下载CA证书文件。
2. 解压该zip文件后，双击其中的.crt文件，这时候在弹出的菜单中选择“总是信任”，如下所示：
3. 从钥匙串访问中即可看到添加成功的证书。如下所示：
将Charles设置成系统代理

之前提到，Charles是通过将自己设置成代理服务器来完成封包截取的，所以使用Charles的第一步是将其设置成系统的代理服务器。

启动Charles后，第一次Charles会请求你给它设置系统代理的权限。你可以输入登录密码授予Charles该权限。你也可以忽略该请求，然后在需要将Charles设置成系统代理时，选择菜单中的 "Proxy" -> "Mac OS X Proxy"来将Charles设置成系统代理。如下所示：

之后，你就可以看到源源不断的网络请求出现在Charles的界面中。

Charles主界面介绍

Charles主要提供2种查看封包的视图，分别名为“Structure”和"Sequence"。
1. Structure视图将网络请求按访问的域名分类。
2. Sequence视图将网络请求按访问的时间排序。
大家可以根据具体的需要在这两种视图之前来回切换。

对于某一个具体的网络请求，你可以查看其详细的请求内容和响应内容。如果响应内容是JSON格式的，那么Charles可以自动帮你将JSON内容格式化，方便你查看。

过滤网络请求

通常情况下，我们需要对网络请求进行过滤，只监控向指定目录服务器上发送的请求。对于这种需求，我们有2种办法。
1. 在主界面的中部的Filter栏中填入需要过滤出来的关键字。例如我们的服务器的地址是：http://yuantiku.com，那么只需要在Filter栏中填入yuantiku即可。
2. 在Charles的菜单栏选择"Proxy"->"Recording Settings"，然后选择Include栏，选择添加一个项目，然后填入需要监控的协议，主机地址，端口号。这样就可以只截取目标网站的封包了。如下图所示：
通常情况下，我们使用方法1做一些临时性的封包过滤，使用方法2做一些经常性的封包过滤。

截取iPhone上的网络封包

Charles通常用来截取本地上的网络封包，但是当我们需要时，我们也可以用来截取其它设备上的网络请求。下面我就以iPhone为例，讲解如何进行相应操作。

Charles上的设置

要截取iPhone上的网络请求，我们首先需要将Charles的代理功能打开。在Charles的菜单栏上选择“Proxy”->"Proxy Settings"，填入代理端口8888，并且勾上"Enable transparent HTTP proxying" 就完成了在Charles上的设置。如下图所示:

iPhone上的设置

首先我们需要获取Charles运行所在电脑的IP地址，打开Terminal，输入ifconfig en0, 即可获得该电脑的IP，如下图所示：

在iPhone的 “设置”->“无线局域网“中，可以看到当前连接的wifi名，通过点击右边的详情键，可以看到当前连接上的wifi的详细信息，包括IP地址，子网掩码等信息。在其最底部有“HTTP代理”一项，我们将其切换成手动，然后填上Charles运行所在的电脑的IP，以及端口号8888，如下图所示：

设置好之后，我们打开iPhone上的任意需要网络通讯的程序，就可以看到Charles弹出iPhone请求连接的确认菜单（如下图所示），点击“Allow”即可完成设置。

截取SSL信息

Charles默认并不截取SSL的信息，如果你想对截取某个网站上的所有SSL网络请求，可以在该请求上右击，选择SSL PROXY，如下图所示：

这样，对于该Host的所有SSL请求可以被截取到了。

模拟慢速网络

在做iPhone开发的时候，我们常常需要模拟慢速网络或者高延迟的网络，以测试在移动网络下，应用的表现是否正常。Charles对此需求提供了很好的支持。

在Charles的菜单上，选择"PROXY"->"Throttle Setting"项，在之后弹出的对话框中，我们可以勾选上“Enable Throttling”，并且可以设置Throttle Preset的类型。如下图所示：

如果我们只想模拟指定网站的慢速网络，可以再勾选上图中的"Only for selected hosts"项，然后在对话框的下半部分设置中增加指定的hosts项即可。

修改网络请求内容

有些时候为了调试服务器的接口，我们需要反复尝试不同参数的网络请求。Charles可以方便地提供网络请求的修改和重发功能。只需要在以往的网络请求上点击右键，选择“Edit”，即可创建一个可编辑的网络请求。如下所示：

我们可以修改该请求的任何信息，包括url地址，端口，参数等，之后点击“Execute”即可发送该修改后的网络请求（如下图所示）。Charles支持我们多次修改和发送该请求，这对于我们和服务器端调试接口非常方便。

总结

通过Charles软件，我们可以很方便地在日常开发中，截取和调试网络请求内容，分析封包协议以及模拟慢速网络。用好Charles可以极大的方便我们对于带有网络请求的App的开发和调试。

参考链接：
1. Charles主要的功能列表
2. Charles官网
感谢李永伦对本文的审校。

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