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关于linux:Linux网络编程技术之原始套接字编程详解

jiezi

原始套接字编程和之前的 UDP 编程差不多，无非就是创立一个套接字后，通过这个套接字接收数据或者发送数据。区别在于，原始套接字能够自行组装数据包（假装本地 IP，本地 MAC），能够接管本机网卡上所有的数据帧（数据包）。另外，必须在管理员权限下能力应用原始套接字。

原始套接字的创立 

int socket (int family, int type, int protocol);

参数：

  • family：协定族 这里写 PF_PACKET
  • type：套接字类，这里写 SOCK_RAW
  • protocol：协定类别，指定能够接管或发送的数据包类型，不能写“0”，取值如下，留神，传参时须要用 htons() 进行字节序转换。
  • ETH_P_IP：IPV4 数据包
  • ETH_P_ARP：ARP 数据包
  • ETH_P_ALL：任何协定类型的数据包

返回值：

 胜利 (>0)：套接字，这里为链路层的套接字
失败 (<0)：出错

须要 C /C++ Linux 服务器架构师学习材料加群 812855908（材料包含 C /C++，Linux，golang 技术，Nginx，ZeroMQ，MySQL，Redis，fastdfs，MongoDB，ZK，流媒体，CDN，P2P，K8S，Docker，TCP/IP，协程，DPDK，ffmpeg 等）

实例如下：

// 所需头文件
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/ether.h>
#include <stdio.h>  // perror
 
int main(int argc,char *argv[]) {int sock_raw_fd = socket(PF_PACKET, SOCK_RAW, htons(ETH_P_ALL) );
 
    if(sock_raw_fd < 0){perror("socket");
        return -1;
    }
    
    return 0;
}

获取链路层的数据包

ssize_t recvfrom(int sockfd,

void *buf,

size_t nbytes,

int flags,

struct sockaddr *from,

socklen_t *addrlen );

参数：

  • sockfd: 原始套接字
  • buf：接收数据缓冲区
  • nbytes: 接收数据缓冲区的大小
  • flags：套接字标记 (常为 0)
  • from：这里没有用，写 NULL
  • addrlen：这里没有用，写 NULL

返回值：

 胜利：接管到的字符数
失败：-1

实例如下：

#include <stdio.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/ether.h>
 
int main(int argc,char *argv[]) {unsigned char buf[1024] = {0};
    int sock_raw_fd = socket(PF_PACKET, SOCK_RAW, htons(ETH_P_ALL));
 
    // 获取链路层的数据包
    int len = recvfrom(sock_raw_fd, buf, sizeof(buf), 0, NULL, NULL);
    printf("len = %dn", len);
 
    return 0;
}

混淆模式

默认的状况下，咱们接收数据，目标地址是本地地址，才会接管。有时候咱们想接管所有通过网卡的所有数据流，而不管其目标地址是否是它，这时候咱们须要设置网卡为混淆模式。

网卡的混淆模式个别在网络管理员剖析网络数据作为网络故障诊断伎俩时用到，同时这个模式也被网络黑客利用来作为网络数据窃听的入口。在 Linux 操作系统中设置网卡混淆模式时须要管理员权限。在 Windows 操作系统和 Linux 操作系统中都有应用混淆模式的抓包工具，比方驰名的开源软件 Wireshark。

通过命令给 Linux 网卡设置混淆模式（须要管理员权限）

设置混淆模式：ifconfig eth0 promisc

勾销混淆模式：ifconfig eth0 -promisc

通过代码给 Linux 网卡设置混淆模式

代码如下：

struct ifreq req;    // 网络接口地址
    
strncpy(req.ifr_name, "eth0", IFNAMSIZ);            // 指定网卡名称
if(-1 == ioctl(sock_raw_fd, SIOCGIFINDEX, &req))    // 获取网络接口
{perror("ioctl");
    close(sock_raw_fd);
    exit(-1);
}
 
req.ifr_flags |= IFF_PROMISC;
if(-1 == ioctl(sock_raw_fd, SIOCSIFINDEX, &req))    // 网卡设置混淆模式
{perror("ioctl");
    close(sock_raw_fd);
    exit(-1);
}

发送自定义的数据包：

ssize_t sendto(int sockfd,

const void *buf,

size_t nbytes,int flags,

const struct sockaddr *to,

socklen_t addrlen );

参数：

  • sockfd：原始套接字
  • buf：发送数据缓冲区
  • nbytes: 发送数据缓冲区的大小
  • flags：个别为 0
  • to：本机网络接口，指发送的数据应该从本机的哪个网卡进来，而不是以前的目标地址
  • addrlen：to 所指向内容的长度

返回值：

 胜利：发送数据的字符数
失败：-1

本机网络接口的定义

发送残缺代码如下：

struct sockaddr_ll sll;                    // 原始套接字地址构造
struct ifreq req;                    // 网络接口地址
 
strncpy(req.ifr_name, "eth0", IFNAMSIZ);            // 指定网卡名称
if(-1 == ioctl(sock_raw_fd, SIOCGIFINDEX, &req))    // 获取网络接口
{perror("ioctl");
    close(sock_raw_fd);
    exit(-1);
}
 
/* 将网络接口赋值给原始套接字地址构造 */
bzero(&sll, sizeof(sll));
sll.sll_ifindex = req.ifr_ifindex;
 
// 发送数据
// send_msg, msg_len 这里还没有定义，模仿一下
int len = sendto(sock_raw_fd, send_msg, msg_len, 0 , (struct sockaddr *)&sll, sizeof(sll));
if(len == -1)
{perror("sendto");
}

这里头文件状况如下：

#include <net/if.h>// struct ifreq
#include <sys/ioctl.h> // ioctl、SIOCGIFADDR
#include <sys/socket.h> // socket
#include <netinet/ether.h> // ETH_P_ALL
#include <netpacket/packet.h> // struct sockaddr_ll
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