Linux基础(11)原始套接字

原始套接字是Linux网络编程中的一个重要概念，它可以让我们直接访问网络层和传输层的数据包，实现更加灵活和高效的网络编程。本文将介绍原始套接字的完整攻略，包括原始套接字的概念、创建原始套接字、发送和接收数据包等内容，并提供两个示例说明。

1. 原始套接字的概念

原始套接字是一种特殊的套接字类型，它可以让我们直接访问网络层和传输层的数据包，实现更加灵活和高效的网络编程。使用原始套接字可以实现以下功能：

• 监听和捕获网络数据包。

• 发送自定义的网络数据包。

• 分析和修改网络数据包。

2. 创建原始套接字

在Linux中，可以使用socket()函数创建原始套接字。创建原始套接字需要指定协议族和套接字类型。例如：

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>

int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_RAW);

在上面的示例中，我们使用socket()函数创建了一个原始套接字，指定协议族为AF_INET，套接字类型为SOCK_RAW，协议为IPPROTO_RAW。

3. 发送数据包

在创建原始套接字之后，我们可以使用sendto()函数发送自定义的网络数据包。例如：

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>

int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_RAW);

struct sockaddr_in dest_addr;
dest_addr.sin_family = AF_INET;
dest_addr.sin_port = htons(80);
dest_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.1");

char buffer[1024] = "Hello, World!";
sendto(sockfd, buffer, strlen(buffer), 0, (struct sockaddr *)&dest_addr, sizeof(dest_addr));

在上面的示例中，我们使用sendto()函数发送了一个字符串数据包，目的地址为192.168.1.1，目的端口为80。

4. 接收数据包

在创建原始套接字之后，我们可以使用recvfrom()函数接收网络数据包。例如：

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>

int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_RAW);

char buffer[1024];
struct sockaddr_in src_addr;
socklen_t addrlen = sizeof(src_addr);
recvfrom(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0, (struct sockaddr *)&src_addr, &addrlen);

在上面的示例中，我们使用recvfrom()函数接收网络数据包，并将源地址保存在src_addr中。

5. 示例1：监听网络数据包

假设我们需要监听网络数据包，并将数据包的内容输出到控制台。我们可以使用以下代码实现：

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>

int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_RAW);

char buffer[1024];
struct sockaddr_in src_addr;
socklen_t addrlen = sizeof(src_addr);

while (1) {
    recvfrom(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0, (struct sockaddr *)&src_addr, &addrlen);
    printf("Received packet from %s:%d\n", inet_ntoa(src_addr.sin_addr), ntohs(src_addr.sin_port));
    printf("Packet content: %s\n", buffer);
}

在上面的示例中，我们使用一个无限循环来监听网络数据包，并将数据包的源地址和内容输出到控制台。

6. 示例2：修改网络数据包

假设我们需要修改网络数据包的内容，并将修改后的数据包发送出去。我们可以使用以下代码实现：

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>

int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_RAW);

struct sockaddr_in dest_addr;
dest_addr.sin_family = AF_INET;
dest_addr.sin_port = htons(80);
dest_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.1");

char buffer[1024];
struct iphdr *ip_header = (struct iphdr *)buffer;
ip_header->version = 4;
ip_header->ihl = 5;
ip_header->tos = 0;
ip_header->tot_len = htons(sizeof(struct iphdr) + strlen("Hello, World!"));
ip_header->id = htons(12345);
ip_header->frag_off = 0;
ip_header->ttl = 64;
ip_header->protocol = IPPROTO_TCP;
ip_header->check = 0;
ip_header->saddr = inet_addr("192.168.1.2");
ip_header->daddr = inet_addr("192.168.1.1");

char *data = buffer + sizeof(struct iphdr);
strcpy(data, "Hello, World!");

sendto(sockfd, buffer, sizeof(struct iphdr) + strlen("Hello, World!"), 0, (struct sockaddr *)&dest_addr, sizeof(dest_addr));

在上面的示例中，我们使用一个字符串数据包作为模板，修改了其中的源地址、目的地址、协议等信息，并将修改后的数据包发送出去。

7. 总结

原始套接字是Linux网络编程中的一个重要概念，它可以让我们直接访问网络层和传输层的数据包，实现更加灵活和高效的网络编程。使用原始套接字需要创建原始套接字、发送和接收数据包等步骤。在实际开发中，可以根据需要使用原始套接字来实现更加灵活和高效的网络编程。