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jinxinxin163

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教你修改以及重构skb

分类： LINUX

2010-06-09 09:53:17

测试环境：
   CentOS5.3 2.6.18
工具:
   sendip和wireshark
   sendip可以发送各种数据包,确实方便.wireshark图形化的显示对于分析整个数据包还是相当不错的...
   
一：内核态基于Netfilter构造数据包
主要有两种方式：
1. alloc_skb申请一个skb结构体，然后根据实际的应用填充不同的成员，或者基于当前数据包的skb，
   调用skb_copy() pskb_copy() skb_copy_expand()等新申请一个nskb，并且拷贝skb的内容。
2. 直接在先前接收到的数据包skb上作修改，主要有源IP、目IP，如果是TCP/UDP协议的话，还有源端口目的端口号。
  就是根据你自己的需求去调整数据包的相关成员即可。然后重新计算各个部分的校验和。

   不管你第一种方式还是第二种方式,你需要知道你也必须知道的就是对于l2 l3 l4层的数据你都必须去构造,我之前就是
由于没有构造L2而郁闷了一天...
   让我们先从一个小程序开始,把5个hook都挂上mac这个函数,主要就是看看l2，对于l3 l4以及应用层我以前的几个帖子里面
已经有很多了,这里就不说了      
  1.    printk("------begin %s--------\n", hooks[hooknum]);
  2.    print_ipproto(iph->protocol);
  3.    printk("len is %d, data len is %d\n", nskb->len, nskb->data_len);
  4.    if(nskb->mac_len > 0)
  5.            {
  6.             eth = (struct ethhdr*)(nskb->mac.raw);
  7.             print_mac(eth);       
  8.                    }   
  9.    printk("------end  %s--------\n", hooks[hooknum]);
复制代码

  1. #include <linux/module.h>
  2. #include kernel.h>
  3. #include
  4. #include
  5. #include
  6. #include
  7. #include
  8. #include
  9. #include
  10. #include
  11. #include
  12. #include
  13. #include

  15. #define MAC_FMT "%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x"
  16. #define MAC_ARG(x) ((u8*)(x))[0],((u8*)(x))[1],((u8*)(x))[2],((u8*)(x))[3],((u8*)(x))[4],((u8*)(x))[5]

  18. MODULE_LICENSE("GPL");
  19. MODULE_AUTHOR("kenthy@163.com");

  21. const char* hooks[] ={ "NF_IP_PRE_ROUTING",
  22.                              "NF_IP_LOCAL_IN",
  23.                              "NF_IP_FORWARD",
  24.                              "NF_IP_LOCAL_OUT",
  25.                              "NF_IP_POST_ROUTING"};

  27. void print_ipproto(int proto)
  28. {
  29. switch(proto)
  30. {
  31.         case IPPROTO_ICMP:
  32.                 printk("%s\n", "IPPROTO_ICMP");
  33.           break;
  34.         case IPPROTO_TCP:
  35.                 printk("%s\n", "IPPROTO_TCP");
  36.           break;
  37.         case IPPROTO_UDP:
  38.                 printk("%s\n", "IPPROTO_UDP");
  39.           break;
  40.         default:
  41.                 printk("%s\n", "other IPPROTO");
  42.         }
  43. }

  45. void print_mac(struct ethhdr* eth)
  46. {
  47. if(eth==NULL)
  48.         return;
  49.        
  50. if(eth->h_source!=NULL)
  51.         printk("SOURCE:" MAC_FMT "\n", MAC_ARG(eth->h_source));

  53. if(eth->h_dest!=NULL)
  54.              printk("DEST:" MAC_FMT "\n", MAC_ARG(eth->h_dest));
  55. }

  57. unsigned int
  58. mac(unsigned int hooknum,
  59.                  struct sk_buff** skb,
  60.                  const struct net_device *in,
  61.                  const struct net_device *out,
  62.                  int (*okfn)(struct sk_buff*))
  63. {
  64.    struct sk_buff* nskb;
  65.    struct iphdr *iph = NULL;
  66.    struct ethhdr* eth;
  67.   
  68.   nskb = *skb;
  69.   if(nskb==NULL)
  70.   {
  71.     printk("%s\n", "*skb is NULL");
  72.     return NF_ACCEPT;
  73.    }
  74.   
  75.   iph = ip_hdr(nskb);
  76.   if(iph == NULL)
  77.   {
  78.     printk("%s\n", "*iph is NULL");
  79.     return NF_ACCEPT;
  80.    }

  82.       
  83.    printk("------begin %s--------\n", hooks[hooknum]);
  84.    print_ipproto(iph->protocol);
  85.    printk("len is %d, data len is %d\n", nskb->len, nskb->data_len);
  86.    if(nskb->mac_len > 0)
  87.            {
  88.             eth = (struct ethhdr*)(nskb->mac.raw);
  89.             print_mac(eth);       
  90.                    }
  91.    else
  92.     printk("%s", "mac is NULL");               
  93.    
  94.    
  95.    printk("------end  %s--------\n", hooks[hooknum]);
  96.   
  97.     return NF_ACCEPT;
  98. }

  100.                             
  101. static struct nf_hook_ops mac_ops[] = {
  102.         {
  103.                 .hook                = mac,
  104.                 .owner                = THIS_MODULE,
  105.                 .pf                = PF_INET,
  106.                 .hooknum        = NF_IP_PRE_ROUTING,
  107.                 .priority = NF_IP_PRI_FIRST,
  108.         },
  109.         {
  110.                 .hook                = mac,
  111.                 .owner                = THIS_MODULE,
  112.                 .pf                = PF_INET,
  113.                 .hooknum        = NF_IP_LOCAL_IN,
  114.                 .priority = NF_IP_PRI_FIRST,
  115.         },
  116.         {
  117.                 .hook                = mac,
  118.                 .owner                = THIS_MODULE,
  119.                 .pf                = PF_INET,
  120.                 .hooknum        = NF_IP_FORWARD,
  121.                 .priority = NF_IP_PRI_FIRST,
  122.         },
  123.         {
  124.                 .hook                = mac,
  125.                 .owner                = THIS_MODULE,
  126.                 .pf                = PF_INET,
  127.                 .hooknum        = NF_IP_LOCAL_OUT,
  128.                 .priority = NF_IP_PRI_FIRST,
  129.         },
  130.         {
  131.                 .hook                = mac,
  132.                 .owner                = THIS_MODULE,
  133.                 .pf                = PF_INET,
  134.                 .hooknum        = NF_IP_PRE_ROUTING,
  135.                 .priority = NF_IP_POST_ROUTING,
  136.         },
  137. };

  139. static int __init init(void)
  140. {
  141.     int ret;
  142.     ret = nf_register_hooks(mac_ops, ARRAY_SIZE(mac_ops));
  143.     if (ret < 0) {
  144.         printk("http detect:can't register mac_ops detect hook!\n");
  145.         return ret;
  146.     }
  147.     printk("insmod mac_ops detect module\n");
  148.     return 0;
  149. }

  151. static void __exit fini(void)
  152. {
  153.     nf_unregister_hooks(mac_ops, ARRAY_SIZE(mac_ops));
  154.     printk("remove mac_ops detect module.\n");
  155. }

  157. module_init(init);
  158. module_exit(fini);
复制代码

  insmod mac.ko加载mac模块后,随便发个ping包
  Jan 10 09:44:13 nfs-client kernel: ------begin NF_IP_LOCAL_OUT--------
Jan 10 09:44:13 nfs-client kernel: IPPROTO_ICMP
Jan 10 09:44:13 nfs-client kernel: len is 84, data len is 0
Jan 10 09:44:13 nfs-client kernel: mac is NULL------end  NF_IP_LOCAL_OUT--------
Jan 10 09:44:13 nfs-client kernel: ------begin NF_IP_PRE_ROUTING--------
Jan 10 09:44:13 nfs-client kernel: IPPROTO_ICMP
Jan 10 09:44:13 nfs-client kernel: len is 84, data len is 0
Jan 10 09:44:13 nfs-client kernel: SOURCE:00:50:56:fa:70:2a
Jan 10 09:44:13 nfs-client kernel: DEST:00:0c:29:4f:de:ac
Jan 10 09:44:13 nfs-client kernel: ------end  NF_IP_PRE_ROUTING--------
Jan 10 09:44:13 nfs-client kernel: ------begin NF_IP_LOCAL_IN--------
Jan 10 09:44:13 nfs-client kernel: IPPROTO_ICMP
Jan 10 09:44:13 nfs-client kernel: len is 84, data len is 0
Jan 10 09:44:13 nfs-client kernel: SOURCE:00:50:56:fa:70:2a
Jan 10 09:44:13 nfs-client kernel: DEST:00:0c:29:4f:de:ac
Jan 10 09:44:13 nfs-client kernel: ------end  NF_IP_LOCAL_IN--------
   可以看到对于挂载在out上的数据包mac已经被剥掉

当接收一个包时，处理n层协议头的函数从n-1层收到一个缓冲区，它的skb->data指向n层协议的头。处理n层协议的函数把本层的指针(例 如，L3对应的是skb->nh指针)初始化为skb->data，因为这个指针的值会在处理下一层协议时改变(skb->data将 被初始化成缓冲区里的其他地址)。在处理n层协议的函数结束时，在把包传递给n+1层的处理函数前，它会把skb->data指针指向n层协议头的末尾，这正好是n+1层协议的协议头。

发送包的过程与此相反，但是由于要为每一层添加新的协议头，这个过程要比接收包的过程复杂。

sk_buff_003.jpg

      好的,到现在你已经知道要重新搞一个数据包需要自己来DIY l2 l3 l4当然还有l7如果你想....   
    来先看看skb的几个重要指针吧
unsigned char *head
unsigned char *end
unsigned char *data
unsigned char *tail
它们表示缓冲区和数据部分的边界。在每一层申请缓冲区时，它会分配比协议头或协议数据大的空间。head和end指向缓冲区的头部和尾部，而data和 tail指向实际数据的头部和尾部。每一层会在head和data之间填充协议头，或者在tail和end之间添加新的协议数据
   sk_buff_002.jpg

那么具体操作这些指针呢？
(a)skb_put, (b)skb_push, (c)skb_pull, and (d)skb_reserve
sk_buff_004.jpg

  再加上dev_queue_xmit这个函数,你已经可以完成整件事了,对你现在有点蒙感觉无从下手,我也是!!! 我是历经几十次的死机才成功的,写这个文章也是希望后来人少走点弯路...

  那就从修改开始吧....
  1. #include
  2. #include
  3. #include

  5. #include
  6. #include
  7. #include
  8. #include
  9. #include
  10. #include
  11. #include
  12. #include
  13. #include
  14. #include
  15. #include


  18. MODULE_LICENSE("GPL");
  19. MODULE_AUTHOR("kenthy@163.com");

  21. #define    ETH    "eth0"
  22. unsigned char   SMAC[ETH_ALEN] = {0x00,0x0C,0x29,0x4F,0xDE,0xAC};
  23. unsigned char   DMAC[ETH_ALEN] = {0x00,0x50,0x56,0xFA,0x70,0x2A};

  25. static struct nf_hook_ops modify_ops;

  27. static unsigned int modify(unsigned int hooknum, struct sk_buff ** skb,
  28.                                   const struct net_device * in, const struct net_device * out,
  29.                                   int (*okfn)(struct sk_buff *))
  30. {
  31.     struct sk_buff* nskb;
  32.     struct iphdr* nip_hdr;
  33.     unsigned int   nip_hdr_off;
  34.     struct tcphdr* ntcp_hdr;
  35.     unsigned int ntcp_hdr_off;
  36.     struct ethhdr* neth_hdr;
  37.     int ret = 0;
  38.    
  39.    nskb = skb_copy(*skb, GFP_ATOMIC);
  40.    if(nskb == NULL)
  41.      {
  42.              printk("%s\n", "skb_copy return NULL");
  43.              return NF_ACCEPT;
  44.      }

  46.   if( nskb->nh.iph->protocol != IPPROTO_TCP)
  47.     {
  48.             kfree_skb(nskb);
  49.       return NF_ACCEPT;
  50.      }

  52.     nip_hdr = nskb->nh.iph;
  53.     nip_hdr_off = nip_hdr->ihl << 2;
  54.    
  55.     ntcp_hdr = (struct tcphdr *)((void *)nip_hdr + nip_hdr_off);
  56.     ntcp_hdr_off = ntcp_hdr->doff << 2;
  57.     if(!ntcp_hdr->syn)
  58.             {
  59.                     kfree_skb(nskb);
  60.                     return NF_ACCEPT;
  61.             }
  62.    
  63.     //evil!
  64.     nip_hdr->daddr = in_aton("192.168.1.101");

  66.     nip_hdr->check = 0;
  67.     nip_hdr->check = ip_fast_csum((unsigned char *)nip_hdr, nip_hdr->ihl);
  68.         
  69.     nskb->csum = 0;
  70.     nskb->csum = csum_partial((unsigned char *)(ntcp_hdr + ntcp_hdr_off),
  71.                                       ntohs(nip_hdr->tot_len) - nip_hdr_off - ntcp_hdr_off, 0);

  73.     ntcp_hdr->check = 0;
  74.     ntcp_hdr->check = csum_tcpudp_magic(nip_hdr->saddr, nip_hdr->daddr,
  75.                                         ntohs(nip_hdr->tot_len) - nip_hdr_off, nip_hdr->protocol,
  76.                                         csum_partial((unsigned char *)ntcp_hdr, ntcp_hdr_off, nskb->csum));


  79.     nskb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
  80.     nskb->pkt_type  = PACKET_OTHERHOST;
  81.    
  82.     nskb->dev = dev_get_by_name(ETH);
  83.     if(nskb->dev==NULL)
  84.     {
  85.             printk("%s\n", "dev_get_by_name return NULL");
  86.             kfree_skb(nskb);
  87.             return NF_ACCEPT;
  88.             }
  89.            
  90.     nskb->mac.raw = skb_push (nskb, ETH_HLEN);
  91.      { //eth headeri
  92.       neth_hdr = (struct ethhdr *)nskb->mac.raw;
  93.       memcpy (neth_hdr->h_dest, DMAC, ETH_ALEN);
  94.       memcpy (neth_hdr->h_source, SMAC, ETH_ALEN);
  95.       neth_hdr->h_proto = __constant_htons (ETH_P_IP);
  96.     }
  97.    

  99.     dev_hold(nskb->dev);
  100.     printk("%s\n", "dev_hold ok");
  101.    
  102.     ret = dev_queue_xmit(nskb);
  103.     printk("ret:%d\n", ret);
  104.     return NF_STOLEN;
  105. }


  108. static int __init init(void)
  109. {
  110.   int  ret = 0;
  111.   modify_ops.hook = modify;
  112.   modify_ops.hooknum = NF_IP_LOCAL_OUT;
  113.   modify_ops.pf = PF_INET;
  114.   modify_ops.priority = NF_IP_PRI_FIRST;

  116.   ret = nf_register_hook(&modify_ops);
  117.   if (ret < 0)
  118.    {
  119.      printk("%s\n", "can't modify skb hook!");
  120.      return ret;
  121.    }

  123.     printk("%s\n", "insmod modify skb module");
  124.     return 0;
  125. }

  127. static void __exit fini(void)
  128. {
  129.     nf_unregister_hook(&modify_ops);
  130.     printk("%s\n", "remove modify skb module.");
  131. }

  133. module_init(init);
  134. module_exit(fini);
复制代码


测试结果:

sendip -p ipv4 -is 192.168.238.180 -p tcp -ts 598982 -td 80 192.168.1.1
//                                  sip                                 sport       dport  dip
sendip比较好用吧,你可以指定syn ack之类的呢
skb_modify.JPG
上面的三个数据包是没有加载skb_modify模块的...上面的具体函数你们可以sourceinsight跟踪看看,我也不可能一一讲解

因为我们是挂在NF_IP_LOCAL_OUT上所以我们需要重新搞mac header

那么DIY SKB呢？
  1. #include
  2. #include
  3. #include
  4. #include
  5. #include
  6. #include
  7. #include
  8. #include
  9. #include
  10. #include
  11. #include
  12. #include
  13. #include
  14. #include
  15. #include

  17. MODULE_LICENSE("GPL");
  18. MODULE_AUTHOR("kenthy@163.com");

  20. #define    ETH     "eth0"
  21. #define    SIP     "192.168.238.180"
  22. #define    DIP     "192.168.1.101"
  23. #define    SPORT   39804
  24. #define    DPORT   80

  26. unsigned char   SMAC[ETH_ALEN] = {0x00,0x0C,0x29,0x4F,0xDE,0xAC};
  27. unsigned char   DMAC[ETH_ALEN] = {0x00,0x50,0x56,0xFA,0x70,0x2A};

  29. int cp_dev_xmit_tcp (char * eth, u_char * smac, u_char * dmac,
  30.              u_char * pkt, int pkt_len,
  31.              u_long sip, u_long dip,
  32.              u_short sport, u_short dport, u_long seq, u_long ack_seq, u_char psh, u_char fin)
  33. {
  34.   struct sk_buff * skb = NULL;
  35.   struct net_device * dev = NULL;
  36.   struct ethhdr * ethdr = NULL;
  37.   struct iphdr * iph = NULL;
  38.   struct tcphdr * tcph = NULL;
  39.   u_char * pdata = NULL;
  40.   int nret = 1;

  42.   if (NULL == smac || NULL == dmac) goto out;

  44.   dev = dev_get_by_name(eth);
  45.   if (NULL == dev)
  46.    goto out;

  48.   skb = alloc_skb (pkt_len + sizeof (struct iphdr) + sizeof (struct tcphdr) + LL_RESERVED_SPACE (dev), GFP_ATOMIC);
  49.   
  50.   if (NULL == skb)
  51.     goto out;
  52.   
  53.   skb_reserve (skb, LL_RESERVED_SPACE (dev));

  55.   skb->dev = dev;
  56.   skb->pkt_type = PACKET_OTHERHOST;
  57.   skb->protocol = __constant_htons(ETH_P_IP);
  58.   skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
  59.   skb->priority = 0;
  60.   
  61.   skb->nh.iph = (struct iphdr*)skb_put(skb, sizeof (struct iphdr));
  62.   skb->h.th = (struct tcphdr*)skb_put(skb, sizeof (struct tcphdr));

  64.   pdata = skb_put (skb, pkt_len);
  65.   {
  66.     if (NULL != pkt)
  67.      memcpy (pdata, pkt, pkt_len);
  68.   }
  69.   

  71.   {
  72.     tcph = (struct tcphdr *) skb->h.th;
  73.     memset (tcph, 0, sizeof (struct tcphdr));
  74.     tcph->source = sport;
  75.     tcph->dest = dport;
  76.     tcph->seq = seq;
  77.     tcph->ack_seq = ack_seq;
  78.     tcph->doff = 5;
  79.     tcph->psh = psh;
  80.     tcph->fin = fin;
  81.     tcph->syn = 1;
  82.     tcph->ack = 0;
  83.     tcph->window = __constant_htons (5840);
  84.     skb->csum = 0;
  85.     tcph->check = 0;
  86.   }
  87.   
  88.   {
  89.     iph = (struct iphdr*) skb->nh.iph;
  90.     iph->version = 4;
  91.     iph->ihl = sizeof(struct iphdr)>>2;
  92.     iph->frag_off = 0;
  93.     iph->protocol = IPPROTO_TCP;
  94.     iph->tos = 0;
  95.     iph->daddr = dip;
  96.     iph->saddr = sip;
  97.     iph->ttl = 0x40;
  98.     iph->tot_len = __constant_htons(skb->len);
  99.     iph->check = 0;
  100.   }
  101.   
  102.   skb->csum = skb_checksum (skb, iph->ihl*4, skb->len - iph->ihl * 4, 0);
  103.   tcph->check = csum_tcpudp_magic (sip, dip, skb->len - iph->ihl * 4, IPPROTO_TCP, skb->csum);

  105.   
  106.   skb->mac.raw = skb_push (skb, 14);
  107.   {
  108.     ethdr = (struct ethhdr *)skb->mac.raw;
  109.     memcpy (ethdr->h_dest, dmac, ETH_ALEN);
  110.     memcpy (ethdr->h_source, smac, ETH_ALEN);
  111.     ethdr->h_proto = __constant_htons (ETH_P_IP);
  112.   }


  115.   if (0 > dev_queue_xmit(skb)) goto out;
  116.   
  117.   nret = 0;
  118. out:
  119.   if (0 != nret && NULL != skb) {dev_put (dev); kfree_skb (skb);}
  120.   
  121.   return (nret);
  122. }

  124. static int __init init(void)
  125. {
  126.   printk("%s\n","insmod skb_diy module\n");
  127.    
  128.    cp_dev_xmit_tcp (ETH, SMAC, DMAC,NULL, 0,
  129.                     in_aton(SIP),in_aton(DIP),
  130.                     htons(SPORT),htons(DPORT),
  131.                     0, 0, 0, 0);
  132.     return 0;
  133. }

  135. static void __exit fini(void)
  136. {
  137.     printk("%s\n","remove skb_diy module.\n");
  138. }

  140. module_init(init);
  141. module_exit(fini);
复制代码


测试结果:
skb_diy.JPG


我这里并没有填充上层的东西 但是已经提供接口
pdata = skb_put (skb, pkt_len);
  {
    if (NULL != pkt)
     memcpy (pdata, pkt, pkt_len);
  }

你可以自己先截获一个上层的包再填充进去...  关于上层的东西我已经很清楚了,都已经DPI了


就这么多吧,天冷在寝室又没有暖气和空调,考个研还不让我们进实验室^_^,经过这两天的奋战终于搞定修改skb DIY SKB再加上以前基于netfilter的深度数据包检测.... 至此我可以很自信的说对于netfilter不算静态也算熟练了...

由于本人也是菜鸟,纰漏和不对之处还望指正...   写这些东西纯属爱好,由于内核网络代码这块变化看对于测试环境不一样的机子,概不保证正确性...但是思路肯定还是这样的,主要就是几个API的变化而已


参考:
  1.linux tcp/ip协议栈关键数据结构sk_buff分析
  http://blog.chinaunix.net/u/33048/showart_2043789.html
  2.Linux TCP/IP 协议栈的关键数据结构Socket Buffer(sk_buff )
   ... 5f1d00213f2eb0.html
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