linux 原始套接字将数据包

Linux原始套接字（Raw Socket）是一种允许应用程序直接与网络协议栈交互的套接字类型。通过原始套接字，应用程序可以发送和接收原始的网络数据包，而不经过操作系统内核的协议处理。以下是关于Linux原始套接字的基础概念、优势、类型、应用场景以及常见问题及其解决方法。

基础概念

原始套接字提供了一种直接访问网络层的方式，允许应用程序发送和接收未经过任何协议处理的IP数据包。这意味着你可以构造自己的IP头部，并且可以选择性地处理传输层的协议（如TCP或UDP）。

优势

灵活性：可以直接控制数据包的构造和处理。
低延迟：绕过内核协议栈，减少了处理时间。
协议定制：可以创建和使用自定义的网络协议。

类型

IP层原始套接字：允许发送和接收IP数据包，包括IP头部。
链路层原始套接字：允许发送和接收以太网帧，包括MAC地址。

应用场景

网络抓包工具：如Wireshark，使用原始套接字捕获网络流量。
入侵检测系统（IDS）：分析网络数据包以检测潜在的安全威胁。
自定义协议实现：开发和测试新的网络协议。

示例代码

以下是一个简单的Linux原始套接字示例，用于发送一个ICMP Echo请求（Ping）：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>

#define PACKET_SIZE 64

int main(int argc, char *argv[]) {
    if (argc != 2) {
        fprintf(stderr, "Usage: %s <IP address>\n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_ICMP);
    if (sockfd < 0) {
        perror("socket");
        exit(1);
    }

    struct sockaddr_in dest_addr;
    memset(&dest_addr, 0, sizeof(dest_addr));
    dest_addr.sin_family = AF_INET;
    inet_pton(AF_INET, argv[1], &dest_addr.sin_addr);

    char packet[PACKET_SIZE];
    memset(packet, 0, PACKET_SIZE);
    struct icmp *icmp_header = (struct icmp *)packet;
    icmp_header->icmp_type = ICMP_ECHO;
    icmp_header->icmp_code = 0;
    icmp_header->icmp_cksum = 0;
    icmp_header->icmp_id = getpid();
    icmp_header->icmp_sequence = 0;

    icmp_header->icmp_cksum = in_cksum((unsigned short *)icmp_header, PACKET_SIZE);

    if (sendto(sockfd, packet, PACKET_SIZE, 0, (struct sockaddr *)&dest_addr, sizeof(dest_addr)) < 0) {
        perror("sendto");
        close(sockfd);
        exit(1);
    }

    printf("ICMP Echo Request sent to %s\n", argv[1]);

    close(sockfd);
    return 0;
}

unsigned short in_cksum(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;
}