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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