Linux网络编程原始套接字的魔力【下】.pdf

Linux网络编程：原始套接字的魔力【下】

星期四,8月232012,10:47下午

可以接收链路层MAC帧的原始套接字
前面我们介绍过了通过原始套接字socket(AF_INET,SOCK_RAW,protocol)我
们可以直接实现自行构造整个IP报文，然后对其收发。提醒一点，在用这种方式构
造原始IP报文时，第三个参数protocol不能用IPPROTO_IP，这样会让系统疑惑，不
知道该用什么协议来伺候你了。
今天我们介绍原始套接字的另一种用法：直接从链路层收发数据帧，听起来好
像很神奇的样子。在Linux系统中要从链路层(MAC)直接收发数帧，比较普遍的做法
就是用libpcap和libnet两个动态库来实现。但今天我们就要用原始套接字来实现这
个功能。

这里的2字节帧类型用来指示该数据帧所承载的上层协议是IP、ARP或其他。
为了实现直接从链路层收发数据帧，我们要用到原始套接字的如下形式：
socket(PF_PACKET,type,protocol)
1、其中type字段可取SOCK_RAW或SOCK_DGRAM。它们两个都使用一种与
设备无关的标准物理层地址结构structsockaddr_ll{}，但具体操作的报文格式不同：
SOCK_RAW：直接向网络硬件驱动程序发送(或从网络硬件驱动程序接收)没有
任何处理的完整数据报文(包括物理帧的帧头)，这就要求我们必须了解对应设备的
物理帧帧头结构，才能正确地装载和分析报文。也就是说我们用这种套接字从网卡
驱动上收上来的报文包含了MAC头部，如果我们要用这种形式的套接字直接向网卡
发送数据帧，那么我们必须自己组装我们MAC头部。这正符合我们的需求。
SOCK_DGRAM：这种类型的套接字对于收到的数据报文的物理帧帧头会被系
统自动去掉，然后再将其往协议栈上层传递；同样地，在发送时数据时，系统将会
根据sockaddr_ll结构中的目的地址信息为数据报文添加一个合适的MAC帧头。
2、protocol字段，常见的，一般情况下该字段
取ETH_P_IP，ETH_P_ARP，ETH_P_RARP或ETH_P_ALL，当然链路层协议很
多，肯定不止我们说的这几个，但我们一般只关心这几个就够我们用了。这里简单
提一下网络数据收发的一点基础。协议栈在组织数据收发流程时需要处理好两个方
面的问题：“从上倒下”，即数据发送的任务；“从下到上”，即数据接收的任务。数
据发送相对接收来说要容易些，因为对于数据接收而言，网卡驱动还要明确什么样
的数据该接收、什么样的不该接收等问题。protocol字段可选的四个值及其意义如
下：
protocol值作用
ETH_P_IP0X0800只接收发往目的MAC是本机的IP类型的数据帧
ETH_P_ARP0X0806只接收发往目的MAC是本机的ARP类型的数据帧
ETH_P_RARP0X8035只接受发往目的MAC是本机的RARP类型的数据帧
ETH_P_ALL0X0003接收发往目的MAC是本机的所有类型(ip,arp,rarp)的
数据帧，同时还可以接收从本机发出去的所有数据
帧。在混杂模式打开的情况下，还会接收到发往目
的MAC为非本地硬件地址的数据帧。
protocol字段可取的所有协议参见/usr/include/linux/if_ether.h头文件里的定义。
最后，格外需要留心一点的就是，发送数据的时候需要自己组织整个以太网数
据帧。和地址相关的结构体就不能再用前面的structsockaddr_in{}了，而是struct
sockaddr_ll{}，如下：
点击(此处)折叠或打开
1.structsockaddr_ll{

2.unsignedshortsll_family;/*总是AF_PACKET*/

3.unsignedshortsll_protocol;/*物理层的协议*/

4.intsll_ifindex;/*接口号*/

5.unsignedshortsll_hatype;/*报头类型*/

6.unsignedcharsll_pkttype;/*分组类型*/

7.unsignedcharsll_halen;/*地址长度*/

8.unsignedcharsll_addr[8];/*物理层地址*/

9.};

sll_protocoll：取值在linux/if_ether.h中，可以指定我们所感兴趣的二层协议；
sll_ifindex：置为0表示处理所有接口，对于单网卡的机器就不存在“所有”的概
念了。如果你有多网卡，该字段的值一般通过ioctl来搞定，模板代码如下，如果我
们要获取eth0接口的序号，可以使用如下代码来获取：
点击(此处)折叠或打开
1.structsockaddr_llsll;