Linux网络编程:原始套接字的魔力【下】

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libpcaplibnet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IPARP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_RAWSOCK_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struct sockaddr_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。

2protocol字段,常见的,一般情况下该字段取ETH_P_IPETH_P_ARPETH_P_RARPETH_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

作用

ETH_P_IP

0X0800

只接收发往目的MAC本机IP类型的数据帧

ETH_P_ARP

0X0806

只接收发往目的MAC本机ARP类型的数据帧

ETH_P_RARP

0X8035


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