粉絲不過W

TCP、UDP 開發回顧

數據報式套接字（SOCK_DGRAM）

無連接的 socket，針對無連接的 UDP 服務

與郵件模型來進行對比

流式套接字（SOCK_STREAM）

面向連接的 socket，針對面向連接的 TCP 服務

與電話模型來進行對比

這兩類套接字似乎涵蓋了 TCP/IP 應用的全部

TCP 與 UDP 各自有獨立的 port 互不影響

一個進程同時可擁有多個 port

不用關心 tcp/ip 協議實現的過程

UDP 編程回顧

client

創建 socket 接口

定義 sockaddr_in 變量，其中 ip、port 爲目的主機的信息

可發送 0 長度的數據包

server

bind 本地主機的 ip、port 等信息

接收到的數據包中包含來源主機的 ip、port 信息

TCP 編程回顧

client

connect 來建立連接

write、read 收發數據

不可發送 0 長度的數據

server

bind 本地主機的 ip、port 等信息

listen 把主動套接字變爲被動

accept 會有新的返回值

多進程、線程完成併發

原始套接字概述、創建

原始套接字概述

原始套接字（SOCK_RAW）

一種不同於 SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM 的套接字，它實現於系統核心

可接收本機網卡上所有的數據幀（數據包），對於監聽網絡流量和分析網絡數據很有作用

開發人員可發送自己組裝的數據包到網絡上

廣泛應用於高級網絡編程

網絡專家、黑客通常會用此來編寫奇特的網絡程序

流式套接字只能收發

TCP 協議的數據

數據報套接字只能收發

UDP 協議的數據

原始套接字可以收發

內核沒有處理的數據包，因此要訪問其他協議

發送的數據需要使用，原始套接字(SOCK_RAW)

創建原始套接字

/*
 *function:
 *  創建鏈路層的原始套接字
 *parameter:
 *  protocol:指定可以接收或發送的數據包類型
 *    ETH_P_IP:  IPV4數據包
 *    ETH_P_ARP: ARP數據包
 *    ETH_P_ALL: 任何協議類型的數據包
 *return:
 *  成功(>0):鏈路層套接字
 *  失敗(<0):出錯
 */
int socket(PF_PACKET, SOCK_RAW, protocol);

創建鏈路層的原始套接字

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/ether.h>

sock_raw_fd = socket(PF_PACKET, SOCK_RAW, htons(ETH_P_ALL));

數據包詳解

在 TCP/IP 協議棧中的每一層爲了能夠正確解析出上層的數據包，從而使用一些“協議類型”來標記

組裝/拆解 udp 數據包流程

UDP 封包格式

IP 封包格式

Ethernet 封包格式

TCP 封包格式

ICMP 封包格式

ICMP 回顯請求和回顯應答格式

不同的類型值以及代碼值，代表不同的功能

分析 MAC 數據包

鏈路層數據格式

#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] = "";
    //創建鏈路層原始套接字
    int sock_raw_fd = socket(PF_PACKET, SOCK_RAW, htons(ETH_P_ALL));
    
    while(1)
    {
        unsigned char src_mac[18] = "";
        unsigned char dst_mac[18] = "";
        //獲取鏈路層的數據幀
        recvfrom(sock_raw_fd, buf, sizeof(buf), 0, NULL, NULL);
        //根據格式解析數據
        //從buf裏提取目的mac、源mac
        sprintf(dst_mac, "%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x",
                        buf[0], buf[1], buf[2], buf[3], buf[4], buf[5]);
        sprintf(src_mac, "%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x",
                        buf[6], buf[7], buf[8], buf[9], buf[10], buf[11]);
        //打印源MAC、目的MAC
        printf("MAC:%s >> %s\n", src_mac, dst_mac);
    }
    return 0;
}

網絡數據分析圖

ARP 數據解析圖

ARP 的 TYPE 爲 0x0806

buf 爲 unsinged char

所有數據均爲大端

IP 數據解析圖

IP 的 TYPE 爲 0x0800

buf 爲 unsinged char

所有數據均爲大端

如下，網上的數據包的組包過程；其解包過程正好相反，首先分析以太網得到 MAC 然後再依次分析，如 IP、PORT

混雜模式

指一臺機器的網卡能夠接收所有經過它的數據包，而不論其目的地址是否是它

一般計算機網卡都工作在非混雜模式下，如果設置網卡爲混雜模式需要 root 權限

linux 下設置

//設置混雜模式
ifconfig eth0 promisc
//取消混雜模式
ifconfig eth0 -promisc

linux 下通過程序設置網卡混雜模式:

struct ifreq ethreq;
strncpy(ethreq.ifr name, "eth0", IFNAMSIZ);

//獲取eth0網絡接口標誌
if(ioctl(sock_raw_fd, SIOCGIFFLAGS, &ethreq) != 0)
{
    perror("ioctl");
    close(sock_raw_fd);
    exit(-1);
}

ethreq.ifr_flags |= IFF_PROMISC;
//設置eth0網絡接口標誌
if(ioctl(sock_raw_fd, SIOCSIFFLAGS, &ethreq) != 0)
{
    perror("ioctl");
    close(sock_raw_fd);
    exit(-1);
}

sendto 發送數據

用 sendto 發送原始套接字數據

/*
 *sock_raw_fd：原始套接字
 *msg:         發送的消息（封裝好的協議數據）
 *sll:         本機網絡接口，指發送的數據應該從本機的哪個網卡出去，而不是以前的目的地址
 */
sendto(sock_raw_fd, msg, msg_len, 0, (struct sockaddr *)&sll, sizeof(sll));

本機網絡接口

#include <netpacket/packet.h>

struct sockaddr_ll
{
    unsigned short int sll_family;      //一般爲PF_PACKET
    unsigned short int sll_protocol;    //上層協議
    int                sll_ifindex;     //接口類型
    unsigned short int sll_hatype;      //報頭類型
    unsigned char sll_pkttype;          //包類型
    unsigned char sll_halen;            //地址長度
    unsigned char sll_addr[8];          //MAC地址
}

只需要對 sll.sll_ifindex 賦值，就可使用

發送數據 demo

//將網絡接口賦值給原始套接字地址結構
struct sockaddr_ll all;
bzero(&sll, sizeof(sll));

sll.sll_ifindex = /* 獲取本機的出去接口地址 */

int len = sendto(sock_raw_fd, msg, sizeof(msg), 0, (struct sockaddr *)&sll, sizeof(sll));

通過 ioctl 來獲取網絡接口地址

#include <sys/ioctl.h>

int ioctl(int fd, int request, void *);

ioctl 獲取接口示例

/* 網絡接口地址 */
struct ifreq ethreq;
/* 指定網卡名稱 */
strncpy(ethreq.ifr_name, "eth0", IFNAMSIZ);
/* 獲取網絡接口 */
if( -1 == ioctl(sock_raw_fd, SIOCGIFINDEX, &ethreq))
{
    perror("ioctl");
    close(sock_raw_fd);
    exit(-1);
}

struct sockfaddr_ll sll;
bzero(&sll, sizeof(sll));
//給sll賦值
sll.sll_ifindex = ethreq.ifr_ifindex;
//發送
int len = sendto(sock_raw_fd, msg, sizeof(msg), 0, (struct sockaddr *)&sll, sizeof(sll));

ioctl 參數對照表

類別	request	說明	數據類型
接口	SIOCGIFINDEX	獲取網絡接口	struct ifreq
	SIOCSIFADDR	設置接口地址	struct ifreq
	SIOCGIFADDR	獲取接口地址	struct ifreq
	SIOCSIFFLAGS	設置接口標誌	struct ifreq
	SIOCGIFFLAGS	獲取接口標誌	struct ifreq

#include <net/if.h>
#define IFNAMSIZ    16
//網絡接口地址
struct ifreq ethreq;
//指定網卡名稱
strncpy(ethreq.ifr_name, "eth0", IFNAMSIZ);
//獲取網絡接口
ioctl(sock_raw_fd, SIOCGIFINDEX, &ethreq);

ARP 概述

ARP（Address Resolution Protocol，地址解析協議）

TCP/IP 協議族中的一個

主要用於查詢指定 ip 所對應的的 MAC

請求方使用廣播來發送請求

應答方使用單播來回送數據

爲了在發送數據的時提高效率在計算中會有一個 ARP 緩存表，用來暫時存放 ip 所對應的 MAC，在 linux中使用 ARP 即可查看

機器 A 獲取機器 B 的 MAC :

ARP 協議格式

向指定 IP 發送 ARP 請求(demo)

int main(int argc, char *argv[])
{
    //創建通信用的原始套接字
    int sock_raw_fd = socket(PF_PACKET, SOCK_RAW, htons(ETH_P_ALL));

    //根據各種協議首部格式構造發送數據報
    unsigned char send_msg[1024] = {
			/****** 組MAC   14 *********/
			0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,	//dst_mac:FF:FF:FF:FF:FF:FF
			0x00,0x0c,0x29,0x75,0xa6,0x51,	//src_man:00:0c:29:75:a6:51
			0x08,0x06,	//類型：0x0806 ARP協議
			/******* 組ARP    28 *******/
			0x00,0x01,0x08,0x00,	      //硬件類型1(以太網地址),協議類型0x0800(ip)
			0x06,0x04,0x00,0x01,	      //硬件，協議地址分爲6，4 op:(1:arp請求 2:arp應答)
			0x00,0x0c,0x29,0x75,0xa6,0x51,	//發送端的MAC地址
			172, 20,  226, 12,	            //發送端的IP地址
			0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,	//目的MAC地址(獲取對方MAC，目的MAC置0)
			172,20,226,11
                                   };
	//數據初始化
	struct sockaddr_ll sll;	//原始套接字地址結構
	struct ifreq ethreq;	//網絡接口地址

	strncpy(ethreq.ifr_name, "eth0", IFNAMSIZ);	//指定網卡名稱

	//將網絡接口賦值給原始套接字地址結構
	ioctl(sock_raw_fd, SIOCGIFINDEX, (char *)&ethreq);

	bzero(&sll, sizeof(sll));
	sll.sll_ifindex = ethreq.ifr_ifindex;
	sendto(sock_raw_fd, send_msg, 42, 0, (struct sockaddr *)&sll, sizeof(sll));

	//接收對方的ARP應答
	unsigned char recv_msg[1024] = "";
	recvfrom(sock_raw_fd, recv_msg, sizeof(recv_msg), 0, NULL, NULL);

	if(recv_msg[21] == 2)
	{
		char resp_mac[18] = "";	//arp響應的MAC
		char resp_ip[16] = "";	//arp響應的IP

		sprintf(resp_mac, "%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x",
							recv_msg[22], recv_msg[23],
							recv_msg[24], recv_msg[25],
							recv_msg[26], recv_msg[27]);
		sprintf(resp_ip, "%d.%d.%d.%d",
							recv_msg[28], recv_msg[29],
							recv_msg[30], recv_msg[31]);
		printf("IP:%s - MAC:%s\n",resp_ip, resp_mac);
	}

	return 0;
}

飛鴿欺騙（UDP）

飛鴿格式：
版本:用戶名:主機名:命令字:附加消息

組包過程：

/*
 *飛鴿消息格式：
 *note:
 *  msg : udp 報文頭中的數據
 */
sprintf(msg, "1:%d:%s:%s:%d:%s", 123, "qfedu", "qfedu", 32, ok);

MAC、IP、UDP 報文頭參考前面的數據包詳解

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h>
#include <netinet/udp.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>

unsigned short checksum(unsigned short *buf, int nword);

int main(int argc, char *argv[])
{
    int sockfd = 0;
    struct sockaddr_in dest_addr;
    //組織發送的信息；注意僞頭部
    char udp_checksum_buf[] = {
        /****** 僞頭部 開始 ******/
        172, 20, 223, 119,  //src ip
        172, 20, 223, 83,   //dst ip
        0x00,               //默認
        17,                 //udp
        0x00, 34,           //udp總長度(header lenth + udp data length)
        /****** 僞頭部-結束 ******/
        /****** udp   首部 ******/
        0x09, 0x79,			//udp src port,2425(feiQ)
        0x09, 0x79,			//udp dst port,2425(feiQ)
        0x00, 34,			//udp總長度
        0x00, 0x00,			//udp data checksum,注意 校驗和不計算也是可以的但是必須爲0
        '1', ':',			//1 代表飛秋的版本號
        '1', '2', '3', ':',	//123 本次發送的飛秋的數據包的報編號
        't', 'o', 'm', ':',	//tom 發送者姓名
        'q', 'f', ':',	    //sun 發送者主機名
        '1', ':',			//1 代表上線
        'q', 'f', 'e', 'd', 'u'     //qfedu 發送者的名字
    };

    //創建 網絡層原始套接字，並且指定將來作用udp相關
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_UDP);
    if(sockfd < 0)
    {
        perror("socket error");
        exit(1);
    }

    //配置 結構體變量，代表着目的主機的信息
    bzero(&dest_addr, sizeof(dest_addr));   //初始化
    //套接字域AF_INET(網絡套接字)
    dest_addr.sin_family = AF_INET;
    dest_addr.sin_port = htons(2425);
    //設置目的IP
    dest_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("172.20.223.83");

    //對發送的信息進行校驗
    *((unsigned short *)&udp_checksum_buf[18]) = htons(checksum((unsigned short *)udp_checksum_buf, 
                                                                 sizeof(udp_checksum_buf)/2));
    //發送數據到指定目的
    sendto(sockfd, udp_checksum_buf+12, 34, 0, (struct sockaddr*)&dest_addr, sizeof(dest_addr));

    //關閉套接字
    close(sockfd);
    return 0;
}

/*
 *function:
 *  對數據進行校驗
 *note：
 *  注意僞頭部的問題
 */
unsigned short checksum(unsigned short *buf, int nword)
{
    unsigned long sum;

    for(sum = 0; nword > 0; nword--)
    {
        sum += htons(*buf);
        buf++;
    }
    sum = (sum >> 16) + (sum & 0xffff);
    sum += (sum >> 16);

    return ~sum;
}

三次握手連接器（TCP）

TCP 數據包（發送一個 SYN 數據包）

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h>
#include <netinet/tcp.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>

unsigned short checksum(unsigned short *buf, int nword);

/*
 *function:
 *  創建原始套接字，然後手動組織tcp數據包，然後發送
 */
int main(int argc, char *argv[])
{
    int sockfd = 0;
    struct sockaddr_in dest_addr;
    /*組織發送的信息；
	 *note：
	 *	僞頭部
	 *	0x50的高4位代表是首部長度，要注意其代表的是4Byte的個數，即0x50代表的首部長度爲20（5*4）
	 *	本次發送的tcp數據包，只有tcp包頭，不包含任何tcp數據
     */
    char tcp_checksum_buf[] = {
        /******* 僞頭部 開始 ******/
        172, 20, 223, 119,			//src ip
        172, 20, 223, 83,			//dst ip
        0x00,					    //默認
        6,					    	//6 爲tcp
        0x00, 20,				//tcp 頭部長度
        /******* 僞頭部 結束 ******/
        /******* TCP頭部 開始 *****/
        0x55, 0x22,				//tcp src port
        0x00, 80,				//tcp dst port,port=80
        0x00, 0x00, 0x00, 0x01,	//tcp id
        0x00, 0x00, 0x00, 0x00,	//tcp ack
        0x50, 0x02, 0x17, 0x70,	//4位首部長度+6位保留+6個標誌位（URG/ACK/PSH/PST/SYN/FIN）+16位窗口大小
        0x00, 0x00,				//16位tcp校驗和
        0x00, 0x00				//16位緊急指針
        /******* TCP頭部 結束 ******/
    };

    //創建 網絡層原始套接字，並且指定將來作用tcp相關
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_TCP);
    if(sockfd < 0)
    {
        perror("socket error");
        //exit(1):異常退出
        //exit(0):正常退出
        exit(1);
    }
    //配置 結構體變量，代表着目的主機的信息
    bzero(&dest_addr, sizeof(dest_addr));    //初始化
    //套接字域是AF_INET(網絡套接字)
    dest_addr.sin_family = AF_INET;
    dest_addr.sin_port = htons(80);
    //設置目的ip
    dest_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("172.20.223.83");

    // 對發送的信息進行校驗
    *((unsigned short *)&tcp_checksum_buf[28]) = htons(checksum((unsigned short *)tcp_checksum_buf, 
                                                                sizeof(tcp_checksum_buf)/2));
    // 發送數據到指定目的
    sendto(sockfd, tcp_checksum_buf + 12, 20, 0, (struct sockaddr*)&dest_addr, sizeof(dest_addr));

    //關閉套接字
    close(sockfd);
	return 0;
}

/*
 *function:
 *  對數據進行校驗
 *note：
 *  注意僞頭部的問題
 */
unsigned short checksum(unsigned short *buf, int nword)
{
    unsigned long sum;

    for(sum = 0; nword > 0; nword--)
    {
        sum += htons(*buf);
        buf++;
    }
    sum = (sum >> 16) + (sum & 0xffff);
    sum += (sum >> 16);

    return ~sum;
}

原始套接字 TCP UDP 數據包詳解分析 MAC 數據包 sendto 發送數據飛鴿欺騙(UDP) 三次握手連接器(TCP)

粉絲不過W

TCP、UDP 開發回顧

UDP 編程回顧

TCP 編程回顧

原始套接字概述、創建

原始套接字概述

創建原始套接字

創建鏈路層的原始套接字

數據包詳解

分析 MAC 數據包

網絡數據分析圖

ARP 數據解析圖

IP 數據解析圖

混雜模式

sendto 發送數據

用 sendto 發送原始套接字數據

本機網絡接口

發送數據 demo

通過 ioctl 來獲取網絡接口地址

ARP 概述

ARP 協議格式

飛鴿欺騙（UDP）

三次握手連接器（TCP）

導圖分析讓你快速瞭解操作系統的運行機制

操作系統的概述併發和共享的關係任務管理器系統資源向上層提供服務 GUI 封裝思想聯機命令脫機命令操作系統的特徵並行併發共享虛擬異步總結新手上車言簡意賅通俗易懂

流量控制與可靠傳輸機制方法停止-等待可靠傳輸滑動窗口性能分析 GBN 信道利用率選擇重傳協議 SR 超時事件圖解言簡意賅總結新手上車

數據鏈路層功能封裝成幀透明傳輸字符計數法字符填充法零比特填充法違規編碼法傳輸中的差錯差錯控制冗餘編碼奇偶校驗碼 CRC循環冗餘碼檢錯過程細解圖解通俗易懂

無線局域網局域網拓撲結構 MAC子層 LLC子層 IEEE802.11 CSMA/CD協議最小幀長圖解表情包

Mac下配置sublime實現LaTeX

https://yachay.unat.edu.pe/blog/index.php?comment_area=format_blog&comment_component=blog&comment_co

linux以太網驅動總結

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原始套接字概述、創建

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網絡數據分析圖

ARP 數據解析圖

IP 數據解析圖

混雜模式

sendto 發送數據

用 sendto 發送原始套接字數據

本機網絡接口

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通過 ioctl 來獲取網絡接口地址

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飛鴿欺騙（UDP）

三次握手連接器（TCP）

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