c - 在 c 中使用 sendto() 发送自定义 tcp 数据包？

Question

准确地说，我已经创建了这个简单的 TCP 程序来通过网络将一个简单的 TCP 数据包发送到目标机器，但不知何故，我真的不知道我做错了什么，但它似乎没有发送任何数据包到目的主机。我也无法在我的 wireshark 中找到它。

rawtcp.c:

//---cat rawtcp.c---
// Run as root or SUID 0, just datagram no data/payload

#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/tcp.h>

// Packet length
#define PCKT_LEN 8192
#pragma pack(push, 1)
// May create separate header file (.h) for all
// headers' structures
// IP header's structure
struct ipheader {
 unsigned char      iph_ihl:4, /* Little-endian */
                iph_ver:4;
 unsigned char      iph_tos;
 unsigned short int iph_len;
 unsigned short int iph_ident;
 unsigned short int iph_offset;
 unsigned char      iph_ttl;
 unsigned char      iph_protocol;
 unsigned short int iph_chksum;
 unsigned int       iph_sourceip;
 unsigned int       iph_destip;
};

/* Structure of a TCP header */
struct tcpheader {
 unsigned short int tcph_srcport;
 unsigned short int tcph_destport;
 unsigned int       tcph_seqnum;
 unsigned int       tcph_acknum;
 unsigned char      tcph_reserved:4, tcph_offset:4;
 // unsigned char tcph_flags;
 unsigned int
       tcp_res1:4,       /*little-endian*/
       tcph_hlen:4,      /*length of tcp header in 32-bit words*/
       tcph_fin:1,       /*Finish flag "fin"*/
       tcph_syn:1,       /*Synchronize sequence numbers to start a connection*/
       tcph_rst:1,       /*Reset flag */
       tcph_psh:1,       /*Push, sends data to the application*/
       tcph_ack:1,       /*acknowledge*/
       tcph_urg:1,       /*urgent pointer*/
       tcph_res2:2;

 unsigned short int tcph_win;
 unsigned short int tcph_chksum;
 unsigned short int tcph_urgptr;
};
#pragma pack(pop)
// Simple checksum function, may use others such as Cyclic Redundancy Check, CRC
unsigned short csum(unsigned short *buf, int len)
{
        unsigned long sum;
        for(sum=0; len>0; len--)
        sum += *buf++;
        sum = (sum >> 16) + (sum &0xffff);
        sum += (sum >> 16);
        return (unsigned short)(~sum);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int sd;

    // No data, just datagram
    char buffer[PCKT_LEN];

    // The size of the headers
    struct ipheader *ip = (struct ipheader *) buffer;
    struct tcpheader *tcp = (struct tcpheader *) (buffer + sizeof(struct ipheader));
    struct sockaddr_in sin, din;

    int one = 1;
    const int *val = &one;
    memset(buffer, 0, PCKT_LEN);

    if(argc != 5)
    {
        printf("- Invalid parameters!!!\n");
        printf("- Usage: %s <source hostname/IP> <source port> <target hostname/IP> <target port>\n", argv[0]);
        exit(-1);
    }

    sd = socket(PF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_TCP);
    if(sd < 0)
    {
        perror("socket() error");
        exit(-1);
    } else
        printf("socket()-SOCK_RAW and tcp protocol is OK.\n");

    // The source is redundant, may be used later if needed
    // Address family
    sin.sin_family = AF_INET;
    din.sin_family = AF_INET;

    // Source port, can be any, modify as needed
    sin.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
    din.sin_port = htons(atoi(argv[4]));

    // Source IP, can be any, modify as needed
    sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
    din.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[3]);

    // IP structure
    ip->iph_ihl = 5;
    ip->iph_ver = 4;
    ip->iph_tos = 16;
    ip->iph_len = htons(sizeof(struct ipheader) + sizeof(struct tcpheader));
    ip->iph_ident = htons(54321);
    ip->iph_offset = 0;
    ip->iph_ttl = 64;
    ip->iph_protocol = 6; // TCP
    ip->iph_chksum = 0; // Done by kernel

    // Source IP, modify as needed, spoofed, we accept through command line argument
    ip->iph_sourceip = inet_addr(argv[1]);

    // Destination IP, modify as needed, but here we accept through command line argument
    ip->iph_destip = inet_addr(argv[3]);

    // The TCP structure. The source port, spoofed, we accept through the command line
    tcp->tcph_srcport = htons(atoi(argv[2]));

    // The destination port, we accept through command line
    tcp->tcph_destport = htons(atoi(argv[4]));
    tcp->tcph_seqnum = htonl(1);
    tcp->tcph_acknum = 0;
    tcp->tcph_offset = 5;
    tcp->tcph_syn = 1;
    tcp->tcph_ack = 0;
    tcp->tcph_win = htons(32767);
    tcp->tcph_chksum = 0; // Done by kernel
    tcp->tcph_urgptr = 0;

    // IP checksum calculation
    ip->iph_chksum = htons(csum((unsigned short *) buffer, (sizeof(struct ipheader) + sizeof(struct tcpheader))));

    // Inform the kernel do not fill up the headers' structure, we fabricated our own
    if(setsockopt(sd, IPPROTO_IP, IP_HDRINCL, val, sizeof(one)) < 0)
    {
        perror("setsockopt() error");
        exit(-1);
    } else
        printf("setsockopt() is OK\n");
    printf("Using:::::Destination IP: %s port: %u, Source IP: %s port: %u.\n", argv[1], atoi(argv[2]), argv[3], atoi(argv[4]));

    // sendto() loop, send every 2 second for 50 counts
    unsigned int count;
    for(count = 0; count < 20; count++)
    {
        if(sendto(sd, buffer, ip->iph_len, 0, (struct sockaddr *)&din, sizeof(din)) < 0)
    // Verify
    {
        perror("sendto() error");
        exit(-1);
    } else
        printf("Count #%u - sendto() is OK\n", count);

        sleep(2);
   }
   close(sd);
   return 0;
}

编译时，它编译得很好。当我运行程序时，它应该是 ./rawtcp 192.168.1.152 1000 192.168.1.151 1000 它说:

socket()-SOCK_RAW and tcp protocol is OK.
setsockopt() is OK
Using:::::Destination IP: 192.168.1.151 port: 1000, Source IP: 192.168.1.152     port: 1000.
Count #0 - sendto() is OK
Count #1 - sendto() is OK

但是当将 wireshark 过滤为 tcp.port == 1000 时，它永远不会显示(注意:源 ip 是 192.168.1.152，目标 ip 是 192.168.1.151)。但是如果我做一个简单的 hping3 -p 1000 192.168.1.151 它工作得很好，我也可以在 wireshark 中看到它。

如果您能告诉我我的代码中哪里做错了，我将不胜感激:)

Answer 1

首先，您缺少 <arpa/inet.h> header ，它提供了 inet_addr您正在使用的功能。由于隐式函数声明，您的程序仍应在 C89 下编译而无需此，但依赖它是不好的做法，它可能会导致细微的错误。

一个问题是您滥用了 #pragma pack .

在你声明你的结构之前，你应该做 #pragma pack(push, 1) ，这两者都将 struct packing alignment 设置为 1，并将先前的 packing alignment 状态推送到堆栈。完成声明结构后，您可以执行 #pragma pack(pop)在任何以下声明中将结构包装重置为正常。对于您的程序，省略 #pragma pack(pop)在你的声明之后应该仍然有效，但最好重新设置它，以防你声明任何其他你不想被紧密打包的结构，或者你之后包含任何其他头文件。

#pragma pack(push, 1)
struct a {
    /* ... */
};

struct b {
    /* ... */
};
#pragma pack(pop)

你的 struct ipheader 的另一个问题是你有两个 8 位 iph_flags和一个 16 位 iph_offset ，而 IP header 中的标志字段应为 3 位，偏移字段应为 13 位(两者加起来为 16 位)。这意味着您的 header 中有额外的 8 位，不应该存在。由于您无论如何都要用零填充这两个字段，因此您可以通过删除 iph_flags 来解决此问题完全从你的结构中，只保留一个 16 位 iph_offset字段，用0填充，实际上跨越了IP头中3位和13位字段的空间。

通过这些修复，您的程序对我有效，并且可以在 Wireshark 中看到一个数据包。