Raw Socket编程
??原始套接字(SOCK_RAW)是一種不同于SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM的套接字,它實現于系統核心。然而,原始套接字能做什么呢?首
先來說,普通的套接字無法處理ICMP、IGMP等網絡報文,而SOCK_RAW可以;其次,SOCK_RAW也可以處理特殊的IPv4報文;此外,利
用原始套接字,可以通過IP_HDRINCL套接字選項由用戶構造IP頭??傮w來說,SOCK_RAW可以處理普通的網絡報文之外,還可以處理
一些特殊協議報文以及操作IP層及其以上的數據。
既然SOCK_RAW有以上特性,所以在某些處理流程上它區別于普通套接字。
· ?若設置IP_HDRINCL選項,SOCK_RAW可以操作IP頭數據(也就是用戶需用填充IP頭及其以上的payload);否則SOCK_RAW無法操
作IP頭數據
· ?端口對于SOCK_RAW而言沒有任何意義
· ?如果使用bind函數綁定本地IP,那么如果IP_HDRINCL未設置,則用此IP填充源IP地址;若不調用bind則將源IP地址設置為外
出接口的主IP地址
· ?如果使用connect函數設置目標IP,則可以使用send或者write函數發送報文,而不需要使用sendto函數
· ?內核處理流程:
· ?接收到的TCP、UDP分組不會傳遞給任何SOCK_RAW
· ?ICMP、IGMP報文分組傳遞給SOCK_RAW
· ?內核不識別的IP報文傳遞給SOCK_RAW
· ?SOCK_RAW是否接收報文:
· ?Protocol指定類型需要匹配,否則不傳遞給該SOCK_RAW
· ?如果使用bind函數綁定了源IP,則報文目的IP必須和綁定的IP匹配,否則不傳遞給該SOCK_RAW
· ?如果使用connect函數綁定了目的IP,則報文源IP必須和指定的IP匹配,否則不傳遞給該SOCK_RAW?
綜上所述,原始套接字處理的只是IP層及其以上的數據,比如實現SYN FLOOD攻擊、處理PING報文等。當需要操作更底層的數據的
時候,就需要采用其他的方式。其中 SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM 工作在傳輸層,SOCK_RAW 工作在網絡層。SOCK_RAW 可以 處理
ICMP、IGMP等網絡報文、特殊的IPv4報文、可以通過IP_HDRINCL套接字選項由用戶構造IP頭。
Windows2000在TCP/IP協議組件上做了很多改進,功能也有增強。比如在協議棧上的調整,增大了默認窗口大小,以及高延遲鏈接新算法。同時在安全性上,可應用IPSec加強安全性,比NT下有不少的改進。
??Microsoft TCP/IP 組件包含 “核心協議 ”、 “服務 ”及兩者之間的 “接口 ”。傳輸驅動程序接口 (TDI) 與網絡設備接口規范 (NDIS) 是公用的。此外,還有許多用戶模型應用程序的更高級接口。最常用的接口是 Windows Sockets、遠程過程調用 (RPC)和 NetBIOS。??Windows Sockets 是一個編程接口,它是在加州大學伯克利分校開發的套接字接口的基礎上定義的。它包括了一組擴展件,以充分利用 Microsoft Windows消息驅動的特點。規范的 1.1版是在 1993年 1月發行的, 2.2.0版在 1996年 5月發行。 Windows 2000支持 Winsock 2.2版。在 Winsock2中,支持多個傳輸協議的原始套接字,重疊 I/O模型、服務質量控制等。
??這里介紹 Windows Sockets的一些關于原始套接字 (Raw Socket)的編程。同 Winsock1相比,最明顯的就是支持了 Raw Socket套接字類型,通過原始套接字,我們可以更加自如地控制 Windows下的多種協議,而且能夠對網絡底層的傳輸機制進行控制。
1、創建一個原始套接字,并設置 IP頭選項。
SOCKET sock;
sock = socket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP);
或者:
s = WSASoccket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP,NULL,0,WSA_FLAG_OVERLAPPED);
??這里,我們設置了 SOCK_RAW標志,表示我們聲明的是一個原始套接字類型。創建原始套接字后, IP頭就會包含在接收的數據中,如果我們設定 IP_HDRINCL選項,那么,就需要自己來構造 IP頭。注意,如果設置 IP_HDRINCL選項,那么必須具有 administrator權限,要不就必須修改注冊表:
HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Services\Afd\Parameter\
修改鍵: DisableRawSecurity(類型為 DWORD),把值修改為 1。如果沒有,就添加。
BOOL blnFlag=TRUE;
setsockopt(sock, IPPROTO_IP, IP_HDRINCL, (char *)&blnFlag, sizeof(blnFlag);
??對于原始套接字在接收數據報的時候,要注意這么幾點:
1、如果接收的數據報中協議類型和定義的原始套接字匹配,那么,接收的所有數據就拷貝到套接字中。
2、如果綁定了本地地址,那么只有接收數據 IP頭中對應的遠端地址匹配,接收的數據就拷貝到套接字中。
3、如果定義的是外部地址,比如使用 connect(),那么,只有接收數據 IP頭中對應的源地址匹配,接收的數據就拷貝到套接字中。
// tt2.cpp : 定義控制臺應用程序的入口點。 //#include "stdafx.h" #include <winsock2.h> #include <ws2tcpip.h> #include <Windows.h>#pragma comment(lib,"WS2_32")//定義IP首部 typedef struct ip_hdr { unsigned char h_verlen; //4位首部長度,4位IP版本號 unsigned char tos; //8位服務類型TOS unsigned short total_len; //16位總長度(字節) unsigned short ident; //16位標識 unsigned short frag_and_flags; //3位標志位 unsigned char ttl; //8位生存時間 TTL unsigned char proto; //8位協議 (TCP, UDP 或其他) unsigned short checksum; //16位IP首部校驗和 unsigned int sourceIP; //32位源IP地址 unsigned int destIP; //32位目的IP地址 }IPHEADER; //定義TCP偽首部 typedef struct tsd_hdr { unsigned long saddr; //源地址 unsigned long daddr; //目的地址 char mbz; char ptcl; //協議類型 unsigned short tcpl; //TCP長度 }PSDHEADER; //定義TCP首部 typedef struct tcp_hdr { USHORT th_sport; //16位源端口 USHORT th_dport; //16位目的端口 unsigned int th_seq; //32位序列號 unsigned int th_ack; //32位確認號 unsigned char th_lenres; //4位首部長度/6位保留字 unsigned char th_flag; //6位標志位 USHORT th_win; //16位窗口大小 USHORT th_sum; //16位校驗和 USHORT th_urp; //16位緊急數據偏移量 }TCPHEADER; //CheckSum:計算校驗和的子函數 USHORT checksum(USHORT *buffer, int size) { unsigned long cksum=0; while(size >1) { cksum+=*buffer++; size -=sizeof(USHORT); } if(size ) { cksum += *(UCHAR*)buffer; } cksum = (cksum >> 16) + (cksum & 0xffff); cksum += (cksum >>16); return (USHORT)(~cksum); } int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) {WSADATA WSAData; SOCKET sock; SOCKADDR_IN addr_in; IPHEADER ipHeader; TCPHEADER tcpHeader; PSDHEADER psdHeader; char szSendBuf[60]={0}; BOOL flag; int rect,nTimeOver; if (WSAStartup(MAKEWORD(2,0), &WSAData)!=0) { printf("WSAStartup Error!\n"); return false; } if ((sock=WSASocket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_RAW,NULL,0,WSA_FLAG_OVERLAPPED))==INVALID_SOCKET){ printf("Socket Setup Error!\n"); return false; } flag=true; if (setsockopt(sock,IPPROTO_IP, IP_HDRINCL,(char *)&flag,sizeof(flag))==SOCKET_ERROR) { printf("setsockopt IP_HDRINCL error!\n"); return false; } nTimeOver=1000; if (setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO, (char*)&nTimeOver, sizeof(nTimeOver))==SOCKET_ERROR) { printf("setsockopt SO_SNDTIMEO error!\n"); return false; } addr_in.sin_family=AF_INET; addr_in.sin_port=htons(4000); addr_in.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr("192.168.0.20"); //填充IP首部 ipHeader.h_verlen=(4<<4 | sizeof(ipHeader)/sizeof(unsigned long)); // ipHeader.tos=0; ipHeader.total_len=htons(sizeof(ipHeader)+sizeof(tcpHeader)); ipHeader.ident=1; ipHeader.frag_and_flags=0; ipHeader.ttl=128; ipHeader.proto=IPPROTO_TCP; ipHeader.checksum=0; ipHeader.sourceIP=inet_addr("192.168.0.222"); ipHeader.destIP=inet_addr("192.168.0.20"); //填充TCP首部 tcpHeader.th_dport=htons(4000); tcpHeader.th_sport=htons(7234); //源端口號 tcpHeader.th_seq=htonl(0x12345678); tcpHeader.th_ack=0; tcpHeader.th_lenres=(sizeof(tcpHeader)/4<<4|0); tcpHeader.th_flag=2; //修改這里來實現不同的標志位探測,2是SYN,1是FIN,16是ACK探測等等 tcpHeader.th_win=htons(512); tcpHeader.th_urp=0; tcpHeader.th_sum=0; psdHeader.saddr=ipHeader.sourceIP; psdHeader.daddr=ipHeader.destIP; psdHeader.mbz=0; psdHeader.ptcl=IPPROTO_TCP; psdHeader.tcpl=htons(sizeof(tcpHeader)); //計算校驗和 memcpy(szSendBuf, &psdHeader, sizeof(psdHeader)); memcpy(szSendBuf+sizeof(psdHeader), &tcpHeader, sizeof(tcpHeader)); tcpHeader.th_sum=checksum((USHORT *)szSendBuf,sizeof(psdHeader)+sizeof(tcpHeader)); memcpy(szSendBuf, &ipHeader, sizeof(ipHeader)); memcpy(szSendBuf+sizeof(ipHeader), &tcpHeader, sizeof(tcpHeader)); memset(szSendBuf+sizeof(ipHeader)+sizeof(tcpHeader), 0, 4); ipHeader.checksum=checksum((USHORT *)szSendBuf, sizeof(ipHeader)+sizeof(tcpHeader)); memcpy(szSendBuf, &ipHeader, sizeof(ipHeader)); rect=sendto(sock, szSendBuf, sizeof(ipHeader)+sizeof(tcpHeader), 0, (struct sockaddr*)&addr_in, sizeof(addr_in)); if (rect==SOCKET_ERROR) { printf("send error!:%d\n",WSAGetLastError()); return false; } else {printf("send ok!\n"); }closesocket(sock); WSACleanup(); Sleep(110000);return 0; }
4、接收數據
??和發送原始套接字數據相比,接收就比較麻煩了。因為在 WIN我們不能用 recv()來接收 raw socket上的數據,這是因為,所有的 IP包都是先遞交給系統核心,然后再傳輸到用戶程序,當發送一個 raws socket包的時候(比如 syn),核心并不知道,也沒有這個數據被發送或者連接建立的記錄,因此,當遠端主機回應的時候,系統核心就把這些包都全部丟掉,從而到不了應用程序上。所以,就不能簡單地使用接收函數來接收這些數據報。要達到接收數據的目的,就必須采用嗅探,接收所有通過的數據包,然后進行篩選,留下符合我們需要的。可以再定義一個原始套接字,用來完成接收數據的任務,需要設置 SIO_RCVALL,表示接收所有的數據。
SOCKET sniffersock;
sniffsock = WSASocket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_IP, NULL, 0, WSA_FLAG_OVERLAPPED);
DWORD lpvBuffer = 1;
DWORD lpcbBytesReturned = 0 ;
WSAIoctl(sniffersock, SIO_RCVALL, &lpvBuffer, sizeof(lpvBuffer), NULL, 0, & lpcbBytesReturned, NULL, NULL);
??創建一個用于接收數據的原始套接字,我們可以用接收函數來接收數據包了。然后在使用一個過濾函數達到篩選的目的,接收我們需要的數據包。
在 http://www.xici.net/board/doc.asp?id=5891453&sub=15提供了一個完整的發送和接收的程序,可以參考。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的Raw Socket编程的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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