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社区首页 >专栏 >网络层(L3)​​原始套接字,IPv6,UDP发送数据代码示例

网络层(L3)​​原始套接字,IPv6,UDP发送数据代码示例

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胡椒粉
修改2025-08-29 11:49:49
修改2025-08-29 11:49:49
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文章被收录于专栏:Linux系统开发Linux系统开发

注意事项:

  1. 使用IPPROTO_RAW:socket(AF_INET6, SOCK_RAW, IPPROTO_RAW);
  2. 目标端口需要设置为0,否则会报错参数错误,发送失败:dest_addr.sin6_port = htons(0);
  3. UDP头中的端口还是需要填写正确的:udp->dest = htons(12345); // 目标端口
代码语言:txt
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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip6.h>
#include <netinet/udp.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <net/if.h>

// 计算校验和
unsigned short
checksum(unsigned short* addr, int len)
{
    int nleft = len;
    int sum = 0;
    unsigned short* w = addr;
    unsigned 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;
}

// 计算IPv6 UDP校验和
unsigned short
udp6_checksum(struct ip6_hdr* ip6, struct udphdr* udp, char* data, int data_len)
{
    struct pseudo_header6
    {
        struct in6_addr source_address;
        struct in6_addr dest_address;
        u_int32_t udp_length;
        u_int8_t placeholder[3];
        u_int8_t protocol;
    } pseudo_header6;

    pseudo_header6.source_address = ip6->ip6_src;
    pseudo_header6.dest_address = ip6->ip6_dst;
    memset(pseudo_header6.placeholder, 0, sizeof(pseudo_header6.placeholder));
    pseudo_header6.protocol = IPPROTO_UDP;
    pseudo_header6.udp_length = htonl(sizeof(struct udphdr) + data_len);

    int psize = sizeof(struct pseudo_header6) + sizeof(struct udphdr) + data_len;
    char* pseudogram = malloc(psize);

    memcpy(pseudogram, &pseudo_header6, sizeof(struct pseudo_header6));
    memcpy(pseudogram + sizeof(struct pseudo_header6), udp, sizeof(struct udphdr));
    memcpy(pseudogram + sizeof(struct pseudo_header6) + sizeof(struct udphdr), data, data_len);

    unsigned short csum = checksum((unsigned short*)pseudogram, psize);
    free(pseudogram);
    return csum;
}

int
main(int argc, char* argv[])
{
    if (argc < 2) {
        fprintf(stderr, "Usage: %s <message>", argv[0]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 要发送的消息
    char* message = argv[1];
    int msg_len = strlen(message);

    // 创建原始套接字,应该使用IPPROTO_RAW,使用IPPROTO_IDP会导致发送的数据异常
    int sockfd = socket(AF_INET6, SOCK_RAW, IPPROTO_RAW);
    if (sockfd < 0) {
        perror("socket");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 设置IP_HDRINCL选项,我们自己构建IPv6头部
    int one = 1;
    if (setsockopt(sockfd, IPPROTO_IPV6, IP_HDRINCL, &one, sizeof(one)) < 0) {
        perror("setsockopt IP_HDRINCL");
        close(sockfd);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 设置SO_BINDTODEVICE选项,绑定到ens37接口
    if (setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE, "ens33", strlen("ens33")) < 0) {
        perror("setsockopt SO_BINDTODEVICE");
        close(sockfd);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 准备目标地址结构
    struct sockaddr_in6 dest_addr;
    memset(&dest_addr, 0, sizeof(dest_addr));
    dest_addr.sin6_family = AF_INET6;
    dest_addr.sin6_port = htons(0); // 目标端口需要设置为0,否则会发送失败
    if (inet_pton(AF_INET6, "fe80::328e:a3dc:3971:56b5", &dest_addr.sin6_addr) <= 0) {
        perror("inet_pton dest_addr");
        close(sockfd);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 准备IPv6头部
    struct ip6_hdr* ip6 = (struct ip6_hdr*)malloc(sizeof(struct ip6_hdr));
    memset(ip6, 0, sizeof(struct ip6_hdr));
    ip6->ip6_flow = htonl((6 << 28) | (0 << 20) | 0);       // 版本(6) | 流量类别 | 流标签
    ip6->ip6_plen = htons(sizeof(struct udphdr) + msg_len); // 负载长度
    ip6->ip6_nxt = IPPROTO_UDP;                             // 下一个头部(UDP)
    ip6->ip6_hlim = 64;                                     // 跳数限制

    // 设置源IPv6地址
    if (inet_pton(AF_INET6, "2001:db8::2", &ip6->ip6_src) <= 0) {
        perror("inet_pton src_ip6");
        free(ip6);
        close(sockfd);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 设置目标IPv6地址
    if (inet_pton(AF_INET6, "fe80::328e:a3dc:3971:56b5", &ip6->ip6_dst) <= 0) {
        perror("inet_pton dest_ip6");
        free(ip6);
        close(sockfd);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 准备UDP头部
    struct udphdr* udp = (struct udphdr*)malloc(sizeof(struct udphdr));
    memset(udp, 0, sizeof(struct udphdr));
    udp->source = htons(54321); // 源端口
    udp->dest = htons(12345);   // 目标端口
    udp->len = htons(sizeof(struct udphdr) + msg_len);
    udp->check = 0; // 先设为0,后面计算校验和

    // 计算UDP校验和
    udp->check = udp6_checksum(ip6, udp, message, msg_len);
    if (udp->check == 0) {
        udp->check = 0xffff; // RFC 768规定,校验和为0时用0xffff代替
    }

    // 构建完整的数据包
    int packet_size = sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct udphdr) + msg_len;
    char* packet = malloc(packet_size);
    memset(packet, 0, packet_size);

    // 复制各部分到数据包
    memcpy(packet, ip6, sizeof(struct ip6_hdr));
    memcpy(packet + sizeof(struct ip6_hdr), udp, sizeof(struct udphdr));
    memcpy(packet + sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct udphdr), message, msg_len);

    // 发送数据包
    if (sendto(sockfd, packet, packet_size, 0, (struct sockaddr*)&dest_addr, sizeof(dest_addr)) < 0) {
        perror("sendto");
        free(ip6);
        free(udp);
        free(packet);
        close(sockfd);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf("Sent IPv6 UDP packet from 2001:db8::2:54321 to fe80::328e:a3dc:3971:56b5:12345 via ens33: %s\n", message);

    // 清理资源
    free(ip6);
    free(udp);
    free(packet);
    close(sockfd);

    return 0;
}

原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

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