Linux——数据链路访问
缅怀Stevens大师。
最好的参考资料：
1.师从互联网。
2.Linux man 命令：man netlink，man rtnetlink。
3.UNP v1第29章 。
第一条：概述
原始套接口使得我们可以读写内核不处理的IP数据报，而对数据链路层访问则把这种能力进一步扩大——读写任何类型的数据链路帧，而不仅仅是IP数据报。
访问数据链路提供如下两种能力：
1.监视由数据链路层接收的分组。
2.让某些程序作为普通的应用进程而不是内核的一部分运行，这对于减小内核大小是非常有益的。
第二条：linux数据链路socket
创建数据链路socket需要root权限！
可以使用两种方法创建数据链路socket描述符
方法一：发送接收ip数据包:raw socket：参见上一篇文章。不再讨论。
int sockfd=socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_XXX)；
方法二：发送接收以太网数据帧有两种方法：
新方法：int sockfd=socket(PF_PACKET,sock_type,eth_protocol);//引入了更多的过滤和性能特性。
sock_type参数的值：
SOCK_DGRAM:表示扣除链路层头部的“煮熟”分组（cooked）。
SOCK_RAW:表示“未煮”的完整的链路层分组——以太网帧（raw）。
可以将这个套接口设置为混杂模式（promiscuous mode），如下：
int sockfd=socket(PF_PACKET,SOCK_RAW,htons(ETH_P_IP));
struct ifreq ifr;
struct packet_mreq mreq;
bzero(&ifr,sizeof(ifr));//初始化ifr
strcpy(ifr.ifr_name,"eth0");//这里的“eth0”可以换成其他设备的名字
if(ioctl(sockfd,SIOCGIFINDEX,&ifr)<0)//得到设备对应的索引
{
perror("ioctl SIOCGIFINDEX:");
}
mreq.mr_type=PACKET_MR_PROMISC;//混杂模式
mreq.mr_ifindex=ifr.ifr_ifindex;//设定套接口将要投入的混杂模式的设备索引号
mreq.mr_alen=0;
mreq.mr_address[0]='/0';
if(setsockopt(sockfd, SOL_PACKET, PACKET_ADD_MEMBERSHIP, &mreq, sizeof(mreq)) < 0)
{
perror("setsockopt");
exit(0);
}
旧方法：int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_PACKET,eth_protocol);//UNPv1中：这个方法可用面广，但缺乏灵活性。只返回以太网帧。
同样也可将旧方法创建socket投入到混杂模式：
int sockfd=socket(PF_PACKET,SOCK_RAW,htons(ETH_P_IP));
struct ifreq ifr;
bzero(&ifr,sizeof(ifr));
strcpy(ifr.ifr_name,"eth0");
if(ioctl(sockfd,SIOCGIFFLAGS,&ifr)<0){
perror("ioctl SIOCGIFFLAGS:");
}
ifr.ifr_flags |=IFF_PROMISC;
if(ioctl(sockfd,SIOCSIFFLAGS,&ifr)<0){
perror("ioclt SIOCSIFFLAGS:");
}
eth_protocol参数的值如下，这个参数是用来告诉数据链路层把什么类型的帧传给锁创建的socket：定义在linux/if_ether.h
#define ETH_P_ALL 0x0003 /* Every packet (be careful!!!) *///从数据链路接收所有帧
#define ETH_P_LOOP 0x0060 /* Ethernet Loopback packet */
#define ETH_P_PUP 0x0200 /* Xerox PUP packet */
#define ETH_P_PUPAT 0x0201 /* Xerox PUP Addr Trans packet */
#define ETH_P_IP 0x0800 /* Internet Protocol packet *///只接收IPv4帧
第三条：关于Linux数据链路socket的内核缓冲、内核过滤、设备过滤
依据UNPv1中的描述如下：
1.内核缓冲：新旧方法，都不提供内核缓冲。
2.内核过滤：旧方法不支持，新方法创建的socket可按如下方式，安装过滤器：
/*Try and keep these values and structures similar to BSD, especially the BPF code definitions which need to match so you can share filters */
//这两个结构定义在linux/filter.h
struct sock_filter { /* Filter block */
__u16 code; /* Actual filter code */
__u8 jt; /* Jump true */
__u8 jf; /* Jump false */
__u32 k; /* Generic multiuse field */
};
struct sock_fprog { /* Required for SO_ATTACH_FILTER. */
unsigned short len; /* Number of filter blocks */
struct sock_filter *filter;
};
struct sock_fprog Filter；
//////////////////////////////////
这里对Filter初始化；
//////////////////////////////////
setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_ATTACH_FILTER, &Filter, sizeof(Filter));//安装过滤器
setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_DETACH_FILTER, NULL, 0);//卸载过滤器。若之前close了sockfd过滤器将自动卸载！！
关于这SO_ATTACH_FILTER、SO_DETACH_FILTER：man 7 socket中指出：
BUGS：
The CONFIG_FILTER socket options SO_ATTACH_FILTER and SO_DETACH_FILTER are not documented. The suggested interface to use them is via the libpcap library。
3.设备过滤：旧方法同样不支持，新方法可以通过bind函数使socket关联相关设备：
struct sockaddr_ll addr;//linux/if_packet.h
bzero(&addr, sizeof(addr));
addr.sll_family = PF_PACKET;
addr.sll_protocol = htons(ETH_P_ALL);
addr.sll_ifindex = ifr.ifr_ifindex;//此值获取方法，见上面。
if( bind(sockfd, (struct sockaddr*) &addr, sizeof(addr))<0)
perror("bind error:");
第四条：libpcap、libnet
libnet百度百科：http://baike.baidu.com/view/1520138.htm
libpcap百度百科：http://baike.baidu.com/view/1319961.htm
libnet/libnids库函数介绍：http://blog.ccidnet.com/blog-htm-do-showone-uid-36931-itemid-138338-type-blog.html
linux下libnet编程：http://xdz2005.blog.163.com/blog/static/107873282010710112519755/
libpcap函数库详细介绍：http://dev.firnow.com/course/3_program/c++/cppjs/2008324/106112.html