原始套接字

使用原始套接字

• 原始套接字是允许访问底层传输协议的一种套接字类型。使用原始套接字，需要知道许多下层协议的知识。
• 原始套接字有两种类型
  • 在IP头中使用预定义的协议，如ICMP
  • 在IP头中使用自定义的协议
• 创建原始套接字的函数也是socket或WSAScocket，只不过要将套接字的类型 指定为SOCK_RAW

SOCKET sEaw=::socket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_ICMP)

• 创建原始套接字时，socket函数的第三个参数protocol的值将成为IP头协议域的值。IPPROTO_ICMP指定要使用ICMP
• 原始套接字提供管理原始下层传输的能力，他们可能会被恶意利用，这是一个安全问题，仅Administrator组的成员能够创建SOCK_RAW类型的套接字。任何人都可以在NT下创建原始套接字，但是没有Administrator权限的人不能用它做任何事，因为bind函数会失败。
• 在上面套接字创建代码中，可以使用ICMP也可以使用IGMP、UDP、IP或者原始IP，对应的宏分别是IPPROTO_IGMP、IPPROTO_UDP、IPPROTO_IP或IPPROTO_RAW。其中IPPROTO_UDP、IPPROTO_IP、IPPROTO_RAW需要有效的IP_HDRINCL选项。
• 使用恰当的协议标志创建原始套接字之后，便可以在发送和接收diao调用中使用此套接字句柄了。无论IP_HDRINCL选项是否设置，在原始套接字上接收到的数据都将包含IP头

ICMP编程

• 在网络层除了IP之外，还有一些控制协议，有ICMP、ARP、DHCP等。这里主要讲述ICMP，以及如何使用原始套接字编写ICMP程序。

• ICMP校验和的计算

  • 互联网上的操作由路由器仅仅监控者，当有异常发生。具体事件通过ICMP（网间控制报文协议）报道。如目的不可达、TTL超时等。ICMP也用来测试互联网。
  • 每个ICMP消息都装在IP封包中，所以它使用IP寻址。ICMP消息格式。
    

• 第一个域是ICMP的消息类型，通常可以分为请求消息和错误报告消息两类。第二个域是代码域，进一步定义了请求或消息的类型。第三个域是checksum域，是16位的ICMP头的补足校验和，它提供了错误检测。计算校验和时要包含ICMP头和它实际数据。

• ICMP的内容取决于ICMP类型和代码，如下所示为常用ICMP类型和功能码，ICMP封包的类型和功能码规定了ICMP头后面的内容。
  

• 校验和的计算

  • 发送ICMP报文时必须自己计算校验和，将他填入ICMP头部对应的域中。校验和的计算方法是：将数据以子为单位累加到一个双子中，如果数据长度为奇数，最后一个字将要被扩展到字，累加的结果是一个双字，最后将这个双字的高16位和低16位相加后取反，便得到了校验和。

PING程序实例

• ping经常用来确定主机是否存在，是否可以到达。通过产生一个ICMP的回显请求，并驱使它到感兴趣的主机，便可以确认是否可以成功达到那个机器，当然，这不能保证可以使用传统套接字连接到那个主机的进程。大多数主机提供关闭ICMP回显请求的功能，常常发生在运行防火墙的情况下，本质上ping执行一下步骤：
  • 创建一些类型为IPPROTO_ICMP的原始套接字，设置套接字的属性
  • 创建并初始化ICMP封包
  • 调用sendto函数向远程主机发送ICMP请求
  • 调用recvfrom函数接收ICMP响应
• 初始化ICMP头时先初始化消息类型和代码域，之后回显请求头。
• 远程机器收到ICMP回显请求之后，会向发送者发回一个回显响应请求，如果由于某些原因主机不可达，相应的ICMP错误消息会被途中的路由器发送回来。如果物理网络连接没有问题，远程主机也存在，但是这个网络消息没有相应，对recvfrom函数的调用就会超时。

路由跟踪

• 一个有用的IP网络工具是路由跟踪程序Traceroute。使用它可以确定路由器的IP地址，也就是网络上到达特定主机所经过的计算机。使用ping，利用IPV4可选头总的记录路由器选项，也可以确定中间路由器的ip地址，但是ping受可选头中最大空间的限制，仅能记录九个ip地址。
• Traceroute利用的办法就是发送一个UDP封包到目的地址，递加TTL值。初始情况下TTL=1，意味着到达第一个路由器时TTL将中止这个中止会促使路由器产生一个ICMP超时封包，当TTL足够大时能够达到终端mICMP端口不可达多数会被返回。收集每个ICMP消息便可得到封包途径路由器。
• routetracer程序开始运行时创建了两个套接字，一个是用于接收ICMP封包的原始套接字是Raw另一个是用于发送TTL不断增加的UDP封包套接字sSend，在sSend套接字上发送UDP封包，逐渐增加TTL的值，每次超时一个ICMP消息就会被发送回来。
  实现ping：https://github.com/MikotoMisakas/Network_programming/blob/develop/PING/PING/ping.cpp
  路由ip：https://github.com/MikotoMisakas/Network_programming/blob/develop/GetRoutingIp/GetRoutingIp/getRoutingip.cpp