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2011年(24)

分类: LINUX

2011-08-18 11:28:39

我们从一个实际的数据包发送的例子入手,来看看其发送的具体流程,以及过程中涉及到的相关数据结构。在我们的虚拟机上发送icmp回显请求包,ping另一台主机172.16.48.1。我们使用系统调用sendto发送这个icmp包。

     ssize_t sendto(int s, const void *buf, size_t len, int flags,

                        const struct sockaddr *to, socklen_t tolen);

    系统调用sendto最终调用内核函数asmlinkage long sys_sendto(int fd, void __user * buff, size_t len,unsigned flags, struct sockaddr __user *addr, int addr_len)

    sys_sendto构建一个结构体struct msghdr,用于接收来自应用层的数据包,下面是结构体struct msghdr的定义:

        struct msghdr {

            void            *msg_name;//存数据包的目的地址,网络包指向sockaddr_in

                                                   //向内核发数据时,指向sockaddr_nl

            int             msg_namelen;//地址长度

            struct iovec    *msg_iov;

            __kernel_size_t msg_iovlen;

            void            *msg_control;

            __kernel_size_t msg_controllen;

            unsigned        msg_flags;

        };

    这个结构体的内容可以分为四组。

    第一组是msg_name和msg_namelen,记录这个消息的名字,其实就是数据包的目的地址msg_name是指向一个结构体struct sockaddr的指针。长度为16:

        struct sockaddr{

            sa_family_t sa_family;

            char        sa_addr[14];

        }

所以,msg_namelen的长度为16。需要注意的是,结构体struct sockaddr只在进行参数传递时使用,无论是在用户态还是在内核态,我们都把其强制转化为结构体struct sockaddr_in:

        strcut sockaddr_in{

            sa_family_t         sin_family;

            unsigned short int sin_port;

            struct in_addr      sin_addr;

            unsigned char       __pad[__SOCK_SIZE__ - sizeof(short int) -

                                sizeof(unsigned short int) - sizeof(struct in_addr)];

        };

        struct in_addr{

            __u32 s_addr;

        }

__SOCK_SIZE__的值为16,所以,struct sockaddr中真正有用的数据只有8bytes。在我们的ping例子中,传入到内核的msghdr结构中:

    msg.msg_name = { sa_family_t = MY_AF_INET, sin_port = 0, sin_addr.s_addr = 172.16.48.1 }

    msg_msg_namelen = 16。

请求回显icmp包没有目的端地址的端口号。

    第二组是msg_iov和msg_iovlen,记录这个消息的内容。msg_iov是一个指向结构体struct iovec的指针,实际上,确切地说,应该是一个结构体strcut iovec的数组。下面是该结构体的定义:

    struct iovec{

        void __user     *iov_base;

        __kernel_size_t iov_len;

    };

    iov_base指向数据包缓冲区,即参数buff,iov_len是buff的长度。msghdr中允许一次传递多个buff,以数组的形式组织在 msg_iov中,msg_iovlen就记录数组的长度(即有多少个buff)。在我们的ping程序的实例中:

    msg.msg_iov = { struct iovec = { iov_base = { icmp头+填充字符'E' }, iov_len = 40 } }

    msg.msg_len = 1

    第三组是msg_control和msg_controllen,它们可被用于发送任何的控制信息,在我们的例子中,没有控制信息要发送。暂时略过。

    第四组是msg_flags。其值即为传入的参数flags。raw协议不支持MSG_OOB向标志,即带外数据。向内核发送msg时使用msghdr,netlink socket使用自己的消息头nlmsghdr和自己的消息地址sockaddr_nl:

struct sockaddr_nl
{
sa_family_t    nl_family;
unsigned short nl_pad;
__u32          nl_pid;
__u32          nl_groups;
};
struct nlmsghdr
{
__u32 nlmsg_len;   /* Length of message */
__u16 nlmsg_type; /* Message type*/
__u16 nlmsg_flags; /* Additional flags */
__u32 nlmsg_seq;   /* Sequence number */
__u32 nlmsg_pid;   /* Sending process PID */
};

过程如下:


struct msghdr msg;
memset(&msg, 0, sizeof(msg));msg.msg_name = (void *)&(nladdr);msg.msg_namelen = sizeof(nladdr);
{/*初始化一个strcut nlmsghdr结构存,nlmsghdr为netlink socket自己的消息头部,并使iov->iov_base指向在这个结构*/
char buffer[] = "An example message";
struct nlmsghdr nlhdr;
nlhdr = (struct nlmsghdr *)malloc(NLMSG_SPACE(MAX_MSGSIZE));
strcpy(NLMSG_DATA(nlhdr),buffer);//将数据存放在消息头指向的数据地址
nlhdr->nlmsg_len = NLMSG_LENGTH(strlen(buffer));
nlhdr->nlmsg_pid = getpid(); /* self pid */
nlhdr->nlmsg_flags = 0;
iov.iov_base = (void *)nlhdr;
iov.iov_len = nlh->nlmsg_len;
}
msg.msg_iov = &iov;
msg.msg_iovlen = 1;
fd=socket(AF_NETLINK, SOCK_RAW, netlink_type);
sendmsg(fd,&msg,0)

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