原始套接字与数据链路访问编程.ppt.pptVIP

第13章 原始套接字 IPv4数据报格式 几点说明：首部长度是以32位（即4字节）为单位；16位的标识用于分片和重组；DF位（不分片）；MF（还有片段）；协议字段表示封装在IP报文中的上层协议，典型的有：ICMP（1）、IGMP（2）、TCP（6）、UDP（17）；头部校验和只对IP头部（包括选项）计算，校验算法是标准的因特网校验和算法，即简单的16位反码求和。 IP数据报分片例子 IP数据报是指IP层端到端的传输单元（在分片之前和重新组装之后），分组是指在I P 层和链路层之间传送的数据单元。 需要重申的是，任何传输层首部只出现在第1片数据中。 原始套接字（概述） 原始套接字提供了一些使用TCP和UDP协议不能实现的功能，如： 使用原始套接字可以读/写ICMPv4、IGMPv4分组。如Ping程序，mroute程序等； 使用原始套接字可以读/特殊的IPv4数据包，内核不处理这些数据报的IPv4协议字段。如大多数内核只处理ICMP、IGMP、TCP、UDP的数据报。但协议字段还可以为其他值，如OSPF直接使用IP协议，将IP数据报的协议字段设为89，此时，就必须有专门的程序通过原始套接字来处理它们； 利用原始套接字还可以创建自定义的IP数据报首部，编写基于IP协议的高层网络协议。 原始套接字创建 #include sys/socket.h #include netinet/in.h int socket(AF_INET, SOCK_RAW, int protocol); protocol参数一般不为0，如：IPPROTO_ICMP。另外，只有超级用户才能创建原始套接字。 用户可以通过设置IP_HDRINCL选项来编写自己的IP数据报首部： const int on = 1; setsockopt(sockfd, IPPROTO_IP, IP_HDRINCL, on, sizeof(on)); 可以调用bind函数绑定原始套接字的本地IP地址，此时，所有输出的数据报都将它用作源IP地址（仅当IP_HDRINCL未设置时）；如果不调用bind函数，由内核将源IP地址设成外出接口的主IP地址； 可以调用connect函数设置数据报的目的地址（注意并不需要真正的连接,仅仅是设置目的地址）。此后，可直接调用write或send。 通过原始套接字发送数据报 原始套接字的输出(即发送)遵循以下规则： 如果套接字已经连接，可以调用write、writev、send来发送数据，否则需要调用sendto或sendmsg； 如果IP_HDRINCL选项未设置，则内核会将IP头部之后的第一个字节作为要发送数据的开始。内核会构造IP头部。 如果设置了IP_HDRINCL，则内核会将IP头部的第一个字节作为要发送数据的开始。此时进程构造除了以下两项外的整个IP头部；（a）IPv4标识字段可以设为0，要求内核设置该值；（b）IPv4头部校验和由内核来计算和存储。 IPv4数据报首部各个字段的内容均是网络字节序（对linux而言） 对于超出外出接口的MTU的分组，内核将其分片。 通过原始套接字接收数据报 原始套接字的输入(即接收)遵循以下规则： 接收到的TCP和UDP分组决不会传递给原始套接字，如果一个进程希望读取包含TCP或UDP分组的IP数据报，那么它们必须在数据链路层读入； 如果数据报以分片形式到达，则该分组将在所有片段到达并重组后才传给原始套接字。 当内核处理完ICMP消息后，绝大部分ICMP分组将传递给原始套接字。对源自Berkeley的实现，除了回射请求、时间戳请求和地址掩码请求将完全由内核处理以外，所有收到的ICMP分组将传递给某个原始套接口； 当内核处理完IGMP消息后，所有IGMP分组都将传递给某个原始套接字； 所有带有内核不能识别的协议字段的IP数据报都将传递给某个原始套接字。 通过原始套接字接收数据报（续） 在将一个IP数据报传递给某个套接字之前，内核需要选择匹配的原始套接字： 如果在创建原始套接字时，所指定的protocol参数不为0，则接收到的数据包的协议字段应与该值匹配； 如果此原始套接字之上绑定了一个本地IP地址，那么接收到的数据报的目的IP地址应与该绑定地址相匹配； 如果此原始套接字通过调用connect指定了一个对方的IP地址，那么接收到的数据报的源IP地址应与该地址相匹配。 如果一个原始套接字以protocol参数为0的方式创建，而且未调用bind或connect，那么对于内核传递给原始套接字的每一个原始数据报，该套接字都会收到一份拷贝； 当接收到的数据报传递给IPv4原始套接字时，整个数据报（包括IP头部）都将传递给进程。而对于IPv6，则将去除扩展头部。 例1、DOS攻击(拒绝服务攻击) 正常的三次握手： 根据TCP