Linux 网络编程——原始套接字实例：发送 UDP 数据包

以太网报文格式：

IP 报文格式：

UDP 报文格式：

校验和函数：

/*******************************************************
功能：
  校验和函数
参数：
  buf: 需要校验数据的首地址
  nword: 需要校验数据长度的一半
返回值：
  校验和
*******************************************************/
unsigned short checksum(unsigned short *buf, int nword)
{
  unsigned long sum;
  for(sum = 0; nword > 0; nword--)
  {
    sum += htons(*buf);
    buf++;
  }
  sum = (sum>>16) + (sum&0xffff);
  sum += (sum>>16);
  return ~sum;
}

这里是在 ubuntu 下通过原始套接字组一个 udp 数据包，给 PC 机的网络调试助手发送信息：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <net/if.h>       //struct ifreq
#include <sys/ioctl.h>      //ioctl、SIOCGIFADDR
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/ether.h>    //ETH_P_ALL
#include <netpacket/packet.h> //struct sockaddr_ll


unsigned short checksum(unsigned short *buf, int nword);//校验和函数
int main(int argc, char *argv[])
{
  //1.创建通信用的原始套接字
  int sock_raw_fd = socket(PF_PACKET, SOCK_RAW, htons(ETH_P_ALL));
  
  //2.根据各种协议首部格式构建发送数据报
  unsigned char send_msg[1024] = {
    //--------------组MAC--------14------
    0x74, 0x27, 0xea, 0xb5, 0xef, 0xd8, //dst_mac: 74-27-EA-B5-FF-D8
    0xc8, 0x9c, 0xdc, 0xb7, 0x0f, 0x19, //src_mac: c8:9c:dc:b7:0f:19
    0x08, 0x00,                         //类型：0x0800 IP协议
    //--------------组IP---------20------
    0x45, 0x00, 0x00, 0x00,             //版本号：4, 首部长度：20字节, TOS:0, --总长度--：
    0x00, 0x00, 0x00, 0x00,        //16位标识、3位标志、13位片偏移都设置0
    0x80, 17,   0x00, 0x00,        //TTL：128、协议：UDP（17）、16位首部校验和
    10,  221,   20,  11,        //src_ip: 10.221.20.11
    10,  221,   20,  10,        //dst_ip: 10.221.20.10
    //--------------组UDP--------8+78=86------
    0x1f, 0x90, 0x1f, 0x90,             //src_port:0x1f90(8080), dst_port:0x1f90(8080)
    0x00, 0x00, 0x00, 0x00,               //#--16位UDP长度--30个字节、#16位校验和
  };
  
  int len = sprintf(send_msg+42, "%s", "this is for the udp test");
  if(len % 2 == 1)//判断len是否为奇数
  {
    len++;//如果是奇数，len就应该加1(因为UDP的数据部分如果不为偶数需要用0填补)
  }
  
  *((unsigned short *)&send_msg[16]) = htons(20+8+len);//IP总长度 = 20 + 8 + len
  *((unsigned short *)&send_msg[14+20+4]) = htons(8+len);//udp总长度 = 8 + len
  //3.UDP伪头部
  unsigned char pseudo_head[1024] = {
    //------------UDP伪头部--------12--
    10,  221,   20,  11,        //src_ip: 10.221.20.11
    10,  221,   20,  10,        //dst_ip: 10.221.20.10
    0x00, 17,   0x00, 0x00,              //0,17,#--16位UDP长度--20个字节
  };
  
  *((unsigned short *)&pseudo_head[10]) = htons(8 + len);//为头部中的udp长度（和真实udp长度是同一个值）
  //4.构建udp校验和需要的数据报 = udp伪头部 + udp数据报
  memcpy(pseudo_head+12, send_msg+34, 8+len);//--计算udp校验和时需要加上伪头部--
  //5.对IP首部进行校验
  *((unsigned short *)&send_msg[24]) = htons(checksum((unsigned short *)(send_msg+14),20/2));
  //6.--对UDP数据进行校验--
  *((unsigned short *)&send_msg[40]) = htons(checksum((unsigned short *)pseudo_head,(12+8+len)/2));
  
  
  //6.发送数据
  struct sockaddr_ll sll;          //原始套接字地址结构
  struct ifreq req;          //网络接口地址
  
  strncpy(req.ifr_name, "eth0", IFNAMSIZ);      //指定网卡名称
  if(-1 == ioctl(sock_raw_fd, SIOCGIFINDEX, &req))  //获取网络接口
  {
    perror("ioctl");
    close(sock_raw_fd);
    exit(-1);
  }
  
  /*将网络接口赋值给原始套接字地址结构*/
  bzero(&sll, sizeof(sll));
  sll.sll_ifindex = req.ifr_ifindex;
  len = sendto(sock_raw_fd, send_msg, 14+20+8+len, 0 , (struct sockaddr *)&sll, sizeof(sll));
  if(len == -1)
  {
    perror("sendto");
  }
  return 0;
}

unsigned short checksum(unsigned short *buf, int nword)
{
  unsigned long sum;
  for(sum = 0; nword > 0; nword--)
  {
    sum += htons(*buf);
    buf++;
  }
  sum = (sum>>16) + (sum&0xffff);
  sum += (sum>>16);
  return ~sum;
}

运行结果如下：