Linux C raw_socket (原始套接字)
我们平常所用到的网络编程都是在应用层收发数据,每个程序只能收到发给自己的数据,即每个程序只能收到来自该程序绑定的端口的数据。收到的数据往往只包括应用层数据。某些情况下我们需要执行更底层的操作,比如监听所有本机收发的数据、修改报头等。
通过原始套接字,我们可以抓取所有发送到本机的IP包(包括IP头和TCP/UDP/ICMP包头),也可以抓取所有本机收到的帧(包括数据链路层协议头)。普通的套接字无法处理ICMP、IGMP等网络报文,而SOCK_RAW可以。利用原始套接字,我们可以自己构造IP头。
有两种原始套接字
一种是处理IP层即其上的数据,通过指定socket第一个参数为AF_INET来创建这种套接字。
另一种是处理数据链路层即其上的数据,通过指定socket第一个参数为AF_PACKET来创建这种套接字。
AF_INET表示获取从网络层开始的数据
socket(AF_INET, SOCK_RAW, …)
当接收包时,表示用户获得完整的包含IP报头的数据包,即数据从IP报头开始算起。
当发送包时,用户只能发送包含TCP报头或UDP报头或包含其他传输协议的报文,IP报头以及以太网帧头则由内核自动加封。除非是设置了IP_HDRINCL的socket选项。
如果第二个参数为SOCK_STREAM, SOCK_DGRAM,表示接收的数据直接为应用层数据。
PF_PACKET,表示获取的数据是从数据链路层开始的数据
socket(PF_PACKET,SOCK_RAW,htos(ETH_P_IP)):表示获得IPV4的数据链路层帧,即数据包含以太网帧头。14+20+(8:udp 或 20:tcp)
ETH_P_IP: 在<linux/if_ether.h>中定义,可以查看该文件了解支持的其它协议。
SOCK_RAW, SOCK_DGRAM两个参数都可以使用,区别在于使用SOCK_DGRAM收到的数据不包括数据链路层协议头。
总结起来就是:
socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_TCP|IPPROTO_UDP|IPPROTO_ICMP)发送接收ip数据包
能:该套接字可以接收协议类型为(tcp udp icmp等)发往本机的ip数据包
不能:收到非发往本地ip的数据包(ip软过滤会丢弃这些不是发往本机ip的数据包)
不能:收到从本机发送出去的数据包
发送的话需要自己组织tcp udp icmp等头部.可以setsockopt来自己包装ip头部
这种套接字用来写个ping程序比较适合
socket(PF_PACKET, SOCK_RAW|SOCK_DGRAM, htons(ETH_P_IP|ETH_P_ARP|ETH_P_ALL))发送接收以太网数据帧
这种套接字比较强大,可以监听网卡上的所有数据帧
能: 接收发往本地mac的数据帧
能: 接收从本机发送出去的数据帧(第3个参数需要设置为ETH_P_ALL)
能: 接收非发往本地mac的数据帧(网卡需要设置为promisc混杂模式)
协议类型一共有四个
ETH_P_IP 0x800 只接收发往本机mac的ip类型的数据帧
ETH_P_ARP 0x806 只接受发往本机mac的arp类型的数据帧
ETH_P_RARP 0x8035 只接受发往本机mac的rarp类型的数据帧
ETH_P_ALL 0x3 接收发往本机mac的所有类型ip arp rarp的数据帧, 接收从本机发出的所有类型的数据帧.(混杂模式打开的情况下,会接收到非发往本地mac的数据帧)
应用例子:抓取所有IP包
#include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #include <sys/ioctl.h> #include <net/if.h> #include <string.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <linux/if_packet.h> #include <netinet/if_ether.h> #include <netinet/in.h> typedef struct _iphdr //定义IP首部 { unsigned char h_verlen; //4位首部长度+4位IP版本号 unsigned char tos; //8位服务类型TOS unsigned short total_len; //16位总长度(字节) unsigned short ident; //16位标识 unsigned short frag_and_flags; //3位标志位 unsigned char ttl; //8位生存时间 TTL unsigned char proto; //8位协议 (TCP, UDP 或其他) unsigned short checksum; //16位IP首部校验和 unsigned int sourceIP; //32位源IP地址 unsigned int destIP; //32位目的IP地址 }IP_HEADER; typedef struct _udphdr //定义UDP首部 { unsigned short uh_sport; //16位源端口 unsigned short uh_dport; //16位目的端口 unsigned int uh_len;//16位UDP包长度 unsigned int uh_sum;//16位校验和 }UDP_HEADER; typedef struct _tcphdr //定义TCP首部 { unsigned short th_sport; //16位源端口 unsigned short th_dport; //16位目的端口 unsigned int th_seq; //32位序列号 unsigned int th_ack; //32位确认号 unsigned char th_lenres;//4位首部长度/6位保留字 unsigned char th_flag; //6位标志位 unsigned short th_win; //16位窗口大小 unsigned short th_sum; //16位校验和 unsigned short th_urp; //16位紧急数据偏移量 }TCP_HEADER; typedef struct _icmphdr { unsigned char icmp_type; unsigned char icmp_code; /* type sub code */ unsigned short icmp_cksum; unsigned short icmp_id; unsigned short icmp_seq; /* This is not the std header, but we reserve space for time */ unsigned short icmp_timestamp; }ICMP_HEADER; void analyseIP(IP_HEADER *ip); void analyseTCP(TCP_HEADER *tcp); void analyseUDP(UDP_HEADER *udp); void analyseICMP(ICMP_HEADER *icmp); int main(void) { int sockfd; IP_HEADER *ip; char buf[10240]; ssize_t n; /* capture ip datagram without ethernet header */ if ((sockfd = socket(PF_PACKET, SOCK_DGRAM, htons(ETH_P_IP)))== -1) { printf("socket error!\n"); return 1; } while (1) { n = recv(sockfd, buf, sizeof(buf), 0); if (n == -1) { printf("recv error!\n"); break; } else if (n==0) continue; //接收数据不包括数据链路帧头 ip = ( IP_HEADER *)(buf); analyseIP(ip); size_t iplen = (ip->h_verlen&0x0f)*4; TCP_HEADER *tcp = (TCP_HEADER *)(buf +iplen); if (ip->proto == IPPROTO_TCP) { TCP_HEADER *tcp = (TCP_HEADER *)(buf +iplen); analyseTCP(tcp); } else if (ip->proto == IPPROTO_UDP) { UDP_HEADER *udp = (UDP_HEADER *)(buf + iplen); analyseUDP(udp); } else if (ip->proto == IPPROTO_ICMP) { ICMP_HEADER *icmp = (ICMP_HEADER *)(buf + iplen); analyseICMP(icmp); } else if (ip->proto == IPPROTO_IGMP) { printf("IGMP----\n"); } else { printf("other protocol!\n"); } printf("\n\n"); } close(sockfd); return 0; } void analyseIP(IP_HEADER *ip) { unsigned char* p = (unsigned char*)&ip->sourceIP; printf("Source IP\t: %u.%u.%u.%u\n",p[0],p[1],p[2],p[3]); p = (unsigned char*)&ip->destIP; printf("Destination IP\t: %u.%u.%u.%u\n",p[0],p[1],p[2],p[3]); } void analyseTCP(TCP_HEADER *tcp) { printf("TCP -----\n"); printf("Source port: %u\n", ntohs(tcp->th_sport)); printf("Dest port: %u\n", ntohs(tcp->th_dport)); } void analyseUDP(UDP_HEADER *udp) { printf("UDP -----\n"); printf("Source port: %u\n", ntohs(udp->uh_sport)); printf("Dest port: %u\n", ntohs(udp->uh_dport)); } void analyseICMP(ICMP_HEADER *icmp) { printf("ICMP -----\n"); printf("type: %u\n", icmp->icmp_type); printf("sub code: %u\n", icmp->icmp_code); }
参考:http://baike.baidu.com/view/4263346.htm
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