Packet socket 和 sockaddr_ll

描述
        本文简单描述了数据链路层的socket使用的两种方法
正文
     Linux下有两种方式接收数据链路层的数据包：
    （1）原始的方法，即创建一个类型为SOCK_PACKET的socket，该方法很普遍，但是缺乏灵活性；
    （2）最新的方法，引入了帧过滤功能和性能上的提升，即创建一个指定协议簇为 PF_PACKET的socket，这需要root权限（类似于创建一个raw socket），并且socket的第三个参数必须指定一个以太网帧类型(Ethernet frame type)；
        使用第二种方法时，socket的第二个参数可以被设置为SOCK_DGRAM，主要区别是当指定SOCK_DGRAM时，获取的数据包是去掉了数据链路层的头(link-layer header)，当指定SOCK_RAW时，获取的数据包是一个完整的数据链路层数据包； SOCK_PACKET只返返回完整的数据链路层数据包，示例，接收完整的数据链路层数据包,可以这样写：

fd = socket(AF_INET, SOCK_PACKET, htons(ETH_P_ALL)); /* older systems */

或者

fd = socket(PF_PACKET, SOCK_RAW, htons(ETH_P_ALL)); /* newer systems */

这样将会接收到数据链路层所有协议帧；
如果我们只需要IPv4帧，可以这样写：

fd = socket(PF_PACKET, SOCK_RAW, htons(ETH_P_IP)); /* new systems */

或者

fd = socket(AF_INET, SOCK_PACKET, htons(ETH_P_IP)); /* older systems */

        其它数据链路层类型定义的常量参数有 ETH_P_ARP 和 ETH_P_IPV6；
        指定协议(protocol)为ETH_P_XXX即告诉数据链路层我只接收该类型的帧(frame)，socket会自动过滤。如果数据链路支持混杂模式(promiscuous mode)，可以设置socket可选参数PACKET_ADD_MEMBERSHIP选项，使用packet_mreq结构体指定一个以太网接口和混杂模式行为(PACKET_MR_PROMISC)。

        接下来详解 数据链路层的头信息结构体 sockaddr_ll ：

#include <sys/socket.h>
       #include <linux/if_packet.h>
       #include <net/ethernet.h> /* the L2 protocols */

       packet_socket = socket(AF_PACKET, int socket_type, int protocol);

        数据链路层的头信息通常定义在 sockaddr_ll　的结构体中，protocol是按照网络字节顺序(network byte order)，大部分定义在头文件中，设置协议时，例如 htons(ETH_P_ALL)来接收所有的数据包；
        如果要获取从指定以太网接口卡上的数据包时，在　struct sockaddr_ll中指定网络接口卡，绑定(bind)数据包到该interface上。只有sll_protocol 和 sll_ifindex这两个地址字段是用来bind的。
        

struct sockaddr_ll {
               unsigned short sll_family; /* Always AF_PACKET */
               unsigned short sll_protocol; /* Physical-layer protocol */
               int sll_ifindex; /* Interface number */
               unsigned short sll_hatype; /* ARP hardware type */
               unsigned char  sll_pkttype; /* Packet type */
               unsigned char  sll_halen; /* Length of address */
               unsigned char  sll_addr[8]; /* Physical-layer address */
           };

         sll_protocol : 标准以太网协议类型，按网络字节顺序。定义在中。
         sll_ifindex: interface索引，0 匹配所有的网络接口卡；
         sll_hatype: ARP 硬件地址类型(hardware address type) 定义在中,常用 ARPHRD_ETHER
         sll_pkttype: 包含了packet类型。
                 PACK_HOST                  包地址为本地主机地址。
                 PACK_BROADCAST    物理层广播包。
                 PACK_MULTICAST      发送到物理层多播地址的包。
                 PACK_OTHERHOST    发往其它在混杂模式下被设备捕获的主机的包。
                 PACK_OUTGOING        本地回环包；
         sll_addr 和 ssl_halen 包含了物理层地址和其长度；

        当发送数据包时，指定 sll_family, sll_addr, sll_halen, sll_ifindex, sll_protocol 就足够了。其它字段设置为0； sll_hatype和 sll_pkttype是在接收数据包时使用的； 如果要bind, 只需要使用 sll_protocol和 sll_ifindex；