Linux原始套接字编程简述 (原始套接字编程 linux)
Linux原始套接字编程是指在Linux操作系统中，使用套接字API对网络数据包进行原始访问和操作的编程技术。它给开发者提供了极大的自由度和灵活性，能够实现从网络底层到应用层的各种操作，比如捕获网络数据包、修改数据包内容、发送自定义数据包等。下面将对Linux原始套接字编程进行简单介绍。
1. 原始套接字概述
原始套接字本质上是一种与传输层协议无关的套接字类型，它可以对传输层及其以下的网络协议栈数据报文进行底层的网络数据包操作。在Linux系统中，原始套接字是通过socket()系统调用创建的，如下所示：
“`c
#include
int socket(int domn, int type, int protocol);
“`
其中，domn参数指定套接字的通信协议族，type参数指定套接字类型，protocol参数在原始套接字中一般设置为0。
原始套接字与普通套接字的更大区别在于，它可以让应用程序接收和发送参照数据链路层协议的数据包，而不像TCP、UDP等传输层协议会对数据进行分段、重组和重传等操作。
2. 数据包捕获
原始套接字最常用的功能之一是捕获网络数据包，可以用于网络分析、嗅探等诸多场景。以下是一个简单的代码例子，演示如何使用原始套接字捕获网络数据包：
“`c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define MAX_BUFFER_SIZE 2023
int mn()
{
int raw_socket;
struct sockaddr_in server;
char buffer[MAX_BUFFER_SIZE] = {0};
// 创建原始套接字
raw_socket = socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_TCP);
if (raw_socket
perror(“socket”);
return -1;
}
// 填充Server端地址
memset(&server, 0, sizeof(server));
server.sin_family = AF_INET;
server.sin_addr.s_addr = inet_addr(“192.168.1.10”);
// 绑定套接字
if (bind(raw_socket, (struct sockaddr *)&server, sizeof(server))
perror(“bind”);
return -1;
}
// 接收数据包
while (1) {
int size = recvfrom(raw_socket, buffer, MAX_BUFFER_SIZE, 0, NULL, NULL);
if (size
perror(“recvfrom”);
return -1;
}
printf(“Received %d bytes packet\n”, size);
}
// 关闭套接字
close(raw_socket);
return 0;
}
“`
代码中首先使用socket()函数创建了一个原始套接字，然后将其绑定在指定的服务器IP地址上。通过循环调用recvfrom()函数，不断接收从网络中来的数据包，并打印收到的数据包长度。
这个例子仅捕获TCP协议的数据包，可以通过在socket()函数中指定不同的协议参数来实现原始套接字的多种用途。
3. 数据包发送
除了数据包捕获，原始套接字还可以用于自定义的网络数据包发送。以下是一个简单的例子，演示如何使用原始套接字发送一个Ping包：
“`c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define MAX_BUFFER_SIZE 2023
unsigned short checksum(unsigned short *buf, int n)
{
unsigned long sum = 0;
while (n > 1) {
sum += *buf++;
n -= 2;
}
if (n == 1) {
sum += *(unsigned char *)buf;
}
sum = (sum >> 16) + (sum & 0xffff);
sum += (sum >> 16);
return (unsigned short)(~sum);
}
int mn()
{
int raw_socket;
struct sockaddr_in server;
char buffer[MAX_BUFFER_SIZE] = {0};
struct iphdr *ip_header;
struct icmphdr *icmp_header;
// 创建原始套接字
raw_socket = socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_ICMP);
if (raw_socket
perror(“socket”);
return -1;
}
// 填充Server端地址
memset(&server, 0, sizeof(server));
server.sin_family = AF_INET;
server.sin_addr.s_addr = inet_addr(“192.168.1.1”);
// 准备IP头和ICMP头
ip_header = (struct iphdr *)buffer;
icmp_header = (struct icmphdr *)(buffer + sizeof(struct iphdr));
ip_header->ihl = 5;
ip_header->version = 4;
ip_header->tos = 0;
ip_header->tot_len = sizeof(struct iphdr) + sizeof(struct icmphdr);
ip_header->id = htons(0x1234);
ip_header->frag_off = 0;
ip_header->ttl = 255;
ip_header->protocol = IPPROTO_ICMP;
ip_header->saddr = INADDR_ANY;
ip_header->daddr = server.sin_addr.s_addr;
icmp_header->type = ICMP_ECHO;
icmp_header->code = 0;
icmp_header->un.echo.id = htons(0x5678);
icmp_header->un.echo.sequence = htons(1);
icmp_header->checksum = checksum((unsigned short *)icmp_header, sizeof(struct icmphdr));
// 发送Ping包
int size = sendto(raw_socket, buffer, ip_header->tot_len, 0, (struct sockaddr *)&server, sizeof(server));
if (size
perror(“sendto”);
return -1;
}
printf(“Sent %d bytes packet\n”, size);
// 关闭套接字
close(raw_socket);
return 0;
}
“`
代码中首先使用socket()函数创建了一个原始套接字，然后准备了IP头和ICMP头，填充后使用sendto()函数发送到目标服务器上。
对于Sendto()函数来说，发送的数据长度应该是网络协议下应有的长度，所以在IP头中需要设置IP报文的总长度。另外，ICMP报文中的字段un.echo.sequence是由发送端的序列号，因此它应该发送该字段的反向字节序。
4.
