第7讲 原始套接字

UDP client fputs
“abc…”
UDP ECHO server
IP首部
UDP首部
UDP数据
IP首部校验和：
覆盖：IP首部 填充：置0后系统填写
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UDP首部校验和：
覆盖：UDP伪头＋UDP数据 填充：手工填写
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二、基于原始套接字的服务器回射程序
过程

要求整数值或结构的选项
optval指向一个包含选项要求值的整数或结构 optlen为此整数或结构的长度
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②IP首部控制——setsockopt()
举例
布尔选项设置
BOOL blnFlag=TRUE; setsockopt(sock, IPPROTO_IP, IP_HDRINCL, (char *)&blnFlag, sizeof(blnFlag);
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原始套接字编程模型
接收数据过程：
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦

socket初始化； 创建套接字，指定使用原始套接字进行通信； 设置接收选项； 接收数据； 过滤数据； 关闭套接字； 结束对windows sockets dll的使用。
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原始套接字编程模型

问题1：原始套接字与流式套接字和数据报套接字在编程 过程中增加了哪些附加操作？
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原始套接字编程模型
发送数据过程：

① socket初始化； ② 创建套接字，指定使用原始套接字进行通信，指定IP头 选项； ③ 指定目的地址和通信端口； ④ 填充头和数据； ⑤ 发送数据； ⑥ 关闭套接字； ⑦ 结束对windows sockets dll的使用。
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3
4 6 17 41 58 255
蓝牙通信协议
IPv4协议 TCP协议 UDP协议 IPv6协议 ICMPv6协议 原始IP包
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②IP首部控制——setsockopt()
函数定义：

int setsockopt( SOCKET s, int level, int optname, const char* optval, int optlen );
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Outline

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怎样发送一个自定义的IP数据包？
原始套接字的能力
怎样接收ICMP协议承载的差错报文？ 怎样使主机捕获网络中其它主机间的报文？ 怎样伪装本地的IP地址？ 怎样模拟TCP或UDP协议的行为实现对协议的灵活操 控？
问题2：应用程序能够接收到哪些数据？
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①创建套接字——socket()
函数定义： 输入参数：
af：指定网络地址类型，一般取AF_INET，表示该套接字在 Internet域中进行通信； type：指定套接字类型，这里取SOCK_RAW，表示创建的套 接字是原始套接字； protocol：指定网络协议。
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①创建套接字——socket()

协议 IPPROTO_IP IPPROTO_ICMP IPPROTO_IGMP
值 0 1 2
含义 IP协议 ICMP协议 IGMP协议
BTHPROTO_RFCOMM
IPPROTO_IPV4 IPPROTO_TCP IPPROTO_UDP IPPROTO_IPV6 IPPROTO_ICMPV6 IPPROTO_RAW
部由应用进程构造，但排除以下三个内容：
a）IPv4标志字段可置0，告知内核设置 b）IPv4头部校验和字段置0，总是由内核计算并存储 c）IPv4选项字段可选
原始套接字输出
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在Windows7、Windows Vista、Windows XP SP2和Windows
Windows对原始套接字的限制
Windows在Server版的操作系统中对原始套接字支持较好， 上述限制不适用于Windows Server 2003、Windows Server 2008、以及Windows SP2以前的操作系统
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SOCKET socket(int af, int type, int protocol);
返回值：
正确：创建的套接字句柄SOCKET 错误：INVALID_SOCKET （WSAGetLastError）
功能：创建一个套接字，用于以后的数据传输 说明：创建者的权限——administrator
一、Ping的实现
功能

发送ICMP echo请求，接收目的主机返回的应答，判断 对方是否存活
过程
创建socket 填充数据 发送数据 接收 显示结果 关闭socket
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二、基于原始套接字的服务器回射程序
“abc…” “abc…”
fgets
原始套接字的能力
原始套接字的适用场合
特殊用途的探测应用 基于数据包捕获的应用 特殊用途的传输应用
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原始套接字编程模型
传输方式
客户机/服务器方式

特点
无连接
过程
服务器进程和客户端进程在通信前必须创建各自的套接 字，然后对相应的套接字进行“读”、“写”操作，实 现数据的传输
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③端点地址关联
bind()

可以在原始套接字上调用bind函数，不过比较少见 功能
指定从这个原始套接字发送的所有数据报的源IP地址
作用范围
原始套接字不存在端口号概念，bind函数仅设置本地地址
connect()
原始套接字中可以调用connect函数，也比较少见 功能
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原始套接字输出
发送数据的目标

连接模式：在connect中指明 非连接模式：在sendto中指明
发送数据的内容
IP首部 UDP首部 UDP数据
IP_HDRINCL选项未开启 IP_HDRINCL选项开启
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在IP_HDRINCL套接口选项开启的情况下，整个IP头
XP SP3中，通过原始套接字发送数据的能力受到了诸多限 制，这些限制主要包括：
TCP的数据不能通过原始套接字发送； 如果源IP地址不正确，则UDP的数据不能通过原始套接字发 送。所谓不正确是指为数据报设置的源地址不属于本机有效 的IP地址，这样限制了恶意代码通过伪造源IP地址进行拒绝 服务攻击的能力，同时还限制了发送IP欺骗数据包的能力； 当设置协议类型为IPPROTO_TCP时，不允许将原始套接字绑 定到本地地址（当协议类型为其它协议时，绑定是允许的）
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原始套接字输入
接收到的类型

一个原始套接口能够收到哪些数据？
SOCKET（协议）：匹配数据报的协议字段 bind：匹配数据报的目的IP地址 connect：匹配数据报的源IP地址
注意
如果一个原始套接口是以0值协议参数创建的，而且既 未对它调用过bind，也未对它调用过connect，那么该套 接口将被传送以可由内核传递到原始套接口的每个原始 数据报的一个拷贝

创建原始套接字 设置套接字选项，指明控制IP首部 填充UDP数据报文 发送数据 接收数据 显示结果 关闭套接字
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三、UDP端口扫描
思路

用rawsocket实现，类型指定为IP
发送：使用原始套接字，构造UDP请求； 接收：判断接收到的数据类型
UDP应答：服务器开放 ICMP端口不可达报文：端口不开放

整数值选项设置
例1 int ttl = 7 ; // TTL value. setsockopt(sock, IPPROTO_IP, IP_TTL, (char *)&ttl, sizeof(ttl)) 例2 int nTimeOver=1000; setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO, (char*)&nTimeOver,sizeof(nTimeOver))
输入参数：
s：套接字描述符； level：选项定义的层次，如IPPROTO_IP； optname：指定套接字选项的名字，设置为IP_HDRINCL 表示要构造IP头部； optval：指向请求选项数据缓冲区的指针； optlen：选项数据optval缓冲区的长度。
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recvfrom()
原始套接口发送缓存
原始套接口接收缓存 套接口实现
②
流式套接口 接 收 接 收 原始套接口 数据报套接口 接 收
①
TCP/IP协议实现
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网络
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原始套接字输入
接收到的类型

内核把哪些接收到的IP数据报传递到原始套接口？
不传递任何UDP分组和TCP分组到原始套接口 不传递任何片段分组到原始套接口 大多数ICMP、IGMP分组在内核完成处理其识别的消息 后传递到原始套接口 不认识其协议字段的所有IP数据报传递到原始套接口
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原始套接字的能力