一.本文目的：
上一节中，我们已经在CentOS 6.7 上安装好了netmap，也能接收和发送包了，这节我们来调用netmap中的API，接管网卡，对网卡上收到的数据包做分析，并回应ARP请求。
二.netmap API简要介绍：
1.netmap API 主要包含在两个头文件中：netmap.h和netmap_user.h。在netmap/sys/net/目录下，其中netmap_user.h调用netmap.h。
2.netmap API一共七八个函数调用：nm_open()生成文件描述符，并做一系列初始化操作。nm_mmap()被nm_open()调用，申请存放数据包的内存池，并做相应初始化。
3.nm_nexkpkt()函数负责取出内存池的数据包，nm_inject()函数往内存池中写入数据包，发送到网卡。
4.nm_close()函数关闭先前的有关操作，并做相应清理。
（本文的目的是对ARP数据报的接收发送分析，所以对netmap API先只是简单介绍。）
三.具体内容：
1.实验中主机为centos 6.7,虚拟机也为centos6.7.所以就直接用主机给虚拟机发udp数据包了。
2.当调用了netmap API的程序运行时，会接管网卡，网卡上的数据都要通过netmap API中的方法得到(包括发送)。
3.当我们拿到数据包的时候，是一个含以太网首部的完整数据包，我们需要查看数据包的结构，确认是发给自己的。
4.实验发现，当网卡被接管后，相应的ARP功能没有了，所以我们需要手动实现一个ARP reply程序。
四.数据结构的定义：
实验过程中，会收到ARP请求和UDP数据包，我们主要对这两者进行分析：
1.完整的以太网udp数据包结构
结构体定义：
struct udp_pkt /* 普通的完整udp数据包 */
{
struct ether_header eh; /* 以太网头部,14字节,<net/ethernet.h>头文件中 */
struct iphdr ip; /* ip部分,20字节,<netinet/ip.h>头文件中 */
struct udphdr udp; /* udp部分,8字节,<netinet/udp.h>头文件中 */
uint8_t body[20]; /* 数据部分,暂时分配20字节 */
};
2.完整的以太网ARP数据包结构
ARP数据报结构图：
结构体定义：
struct arp_pkt /* 完整arp数据包(以太网首部 + ARP字段) */
{
struct ether_header eh; /* 以太网头部,14字节,<net/ethernet.h>头文件中 */
struct ether_arp arp; /* ARP字段 ,28字节,<netinet/if_ether.h>头文件中 */
};
五.相关的函数封装(以后使用)
1.打印mac地址函数：
void Print_mac_addr(const unsigned char *str) /* 打印mac地址 */
{
int i;
for (i = 0; i < 5; i++)
printf("%02x:", str[i]);
printf("%02x", str[i]);
}
2.打印ip地址：
void Print_ip_addr(const unsigned char *str) /* 打印ip地址 */
{
int i;
for (i = 0; i < 3; i++)
printf("%d.", str[i]);
printf("%d", str[i]);
}
3.打印完整的arp数据包的内容
void Print_arp_pkt(struct arp_pkt* arp_pkt) /* 打印完整的以太网arp数据包的内容 */
{
Print_mac_addr(arp_pkt->eh.ether_dhost), printf(" "); /* 以太网目的地址 */
Print_mac_addr(arp_pkt->eh.ether_shost), printf(" "); /* 以太网源地址 */
printf("0x%04x ", ntohs(arp_pkt->eh.ether_type)); /* 帧类型:0x0806 */
printf(" ");
printf("%d ", ntohs(arp_pkt->arp.ea_hdr.ar_hrd)); /* 硬件类型:1 */
printf("0x%04x ", ntohs(arp_pkt->arp.ea_hdr.ar_pro)); /* 协议类型:0x0800 */
printf("%d ",arp_pkt->arp.ea_hdr.ar_hln); /* 硬件地址:6 */
printf("%d ",arp_pkt->arp.ea_hdr.ar_pln); /* 协议地址长度:4 */
printf("%d ", ntohs(arp_pkt->arp.ea_hdr.ar_op)); /* 操作字段:ARP请求值为1,ARP应答值为2 */
printf(" ");
Print_mac_addr(arp_pkt->arp.arp_sha), printf(" "); /* 发送端以太网地址*/
Print_ip_addr(arp_pkt->arp.arp_spa), printf(" "); /* 发送端IP地址 */
Print_mac_addr(arp_pkt->arp.arp_tha), printf(" "); /* 目的以太网地址 */
Print_ip_addr(arp_pkt->arp.arp_tpa), printf(" "); /* 目的IP地址 */
printf("\n");
}
4.根据ARP request生成ARP reply的packet
/*
* 根据ARP request生成ARP reply的packet
* hmac为本机mac地址
*/
void Init_echo_pkt(struct arp_pkt *arp, struct arp_pkt *arp_rt, char *hmac)
{
bcopy(arp->eh.ether_shost, arp_rt->eh.ether_dhost, 6); /* 填入目的地址 */
bcopy(ether_aton(hmac), arp_rt->eh.ether_shost, 6); /* hmac为本机mac地址 */
arp_rt->eh.ether_type = arp->eh.ether_type; /* 以太网帧类型 */
;
arp_rt->arp.ea_hdr.ar_hrd = arp->arp.ea_hdr.ar_hrd;
arp_rt->arp.ea_hdr.ar_pro = arp->arp.ea_hdr.ar_pro;
arp_rt->arp.ea_hdr.ar_hln = 6;
arp_rt->arp.ea_hdr.ar_pln = 4;
arp_rt->arp.ea_hdr.ar_op = htons(2); /* ARP应答 */
;
bcopy(ether_aton(hmac), &arp_rt->arp.arp_sha, 6); /* 发送端以太网地址*/
bcopy(arp->arp.arp_tpa, &arp_rt->arp.arp_spa, 4); /* 发送端IP地址 */
bcopy(arp->arp.arp_sha, &arp_rt->arp.arp_tha, 6); /* 目的以太网地址 */
bcopy(arp->arp.arp_spa, &arp_rt->arp.arp_tpa, 4); /* 目的IP地址 */
}
六.源码实现：
其中：
本机mac地址：00:0C:29:E4:D6:2A
本机ip地址：192.168.11.134
发送udp数据包程序：
1 /*
2 ============================================================================
3 Name : send_packet_01.c
4 Author : huh
5 Version :
6 Copyright : huh‘s copyright notice
7 Description : Hello World in C, Ansi-style
8 ============================================================================
9 */
10
11 #include <sys/types.h>
12 #include <sys/socket.h>
13 #include <stdio.h>
14 #include <netinet/in.h>
15 #include <arpa/inet.h>
16 #include <unistd.h>
17 #include <stdlib.h>
18 #include <string.h>
19 #include <netinet/ip_icmp.h>
20 #include <netinet/udp.h>
21
22 #define MAXLINE 1024*10
23
24 int main()
25 {
26 int sockfd;
27 struct sockaddr_in server_addr;
28 //创建原始套接字
29 sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
30 //创建套接字地址
31 bzero(&server_addr,sizeof(server_addr));
32 server_addr.sin_family = AF_INET;
33 server_addr.sin_port = htons(8686);
34 server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.11.134");
35 char sendline[10]="adcde";
36 while(1)
37 {
38 sendto(sockfd, sendline, strlen(sendline), 0, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr));
39 printf("%s\n",sendline);
40 sleep(1);
41 }
42 return 0;
43 }
send_packet_01.c
接收数据包程序：
1 /*
2 ============================================================================
3 Name : recv_pkt.c
4 Author : huh
5 Version :
6 Copyright : huh‘s copyright notice
7 Description : Hello World in C, Ansi-style
8 ============================================================================
9 */
10
11 #include <stdio.h>
12 #include <unistd.h>
13 #include <stdlib.h>
14 #include <string.h>
15 #include <ifaddrs.h>
16 #include <net/ethernet.h>
17 #include <netinet/in.h>
18 #include <netinet/ip.h>
19 #include <netinet/udp.h>
20 #include <netinet/ether.h>
21 #include <netinet/if_ether.h>
22
23 #include <unistd.h> // sysconf()
24 #include <sys/poll.h>
25 #include <arpa/inet.h>
26
27 #include "netmap_user.h" /* 来源与netmap */
28 #pragma pack(1) /* 设置结构体的边界对齐为1个字节 */
29
30 struct udp_pkt /* 普通的完整udp数据包 */
31 {
32 struct ether_header eh; /* 以太网头部,14字节,<net/ethernet.h>头文件中 */
33 struct iphdr ip; /* ip部分,20字节,<netinet/ip.h>头文件中 */
34 struct udphdr udp; /* udp部分,8字节,<netinet/udp.h>头文件中 */
35 uint8_t body[20]; /* 数据部分,暂时分配20字节 */
36 };
37
38 struct arp_pkt /* 完整arp数据包(以太网首部 + ARP字段) */
39 {
40 struct ether_header eh; /* 以太网头部,14字节,<net/ethernet.h>头文件中 */
41 struct ether_arp arp; /* ARP字段 ,28字节,<netinet/if_ether.h>头文件中 */
42 };
43
44 void Print_mac_addr(const unsigned char *str) /* 打印mac地址 */
45 {
46 int i;
47 for (i = 0; i < 5; i++)
48 printf("%02x:", str[i]);
49 printf("%02x", str[i]);
50 }
51
52 void Print_ip_addr(const unsigned char *str) /* 打印ip地址 */
53 {
54 int i;
55 for (i = 0; i < 3; i++)
56 printf("%d.", str[i]);
57 printf("%d", str[i]);
58 }
59
60 void Print_arp_pkt(struct arp_pkt* arp_pkt) /* 打印完整的arp数据包的内容 */
61 {
62 Print_mac_addr(arp_pkt->eh.ether_dhost), printf(" "); /* 以太网目的地址 */
63 Print_mac_addr(arp_pkt->eh.ether_shost), printf(" "); /* 以太网源地址 */
64 printf("0x%04x ", ntohs(arp_pkt->eh.ether_type)); /* 帧类型:0x0806 */
65 printf(" ");
66 printf("%d ", ntohs(arp_pkt->arp.ea_hdr.ar_hrd)); /* 硬件类型:1 */
67 printf("0x%04x ", ntohs(arp_pkt->arp.ea_hdr.ar_pro)); /* 协议类型:0x0800 */
68 printf("%d ",arp_pkt->arp.ea_hdr.ar_hln); /* 硬件地址:6 */
69 printf("%d ",arp_pkt->arp.ea_hdr.ar_pln); /* 协议地址长度:4 */
70 printf("%d ", ntohs(arp_pkt->arp.ea_hdr.ar_op)); /* 操作字段:ARP请求值为1,ARP应答值为2 */
71 printf(" ");
72 Print_mac_addr(arp_pkt->arp.arp_sha), printf(" "); /* 发送端以太网地址*/
73 Print_ip_addr(arp_pkt->arp.arp_spa), printf(" "); /* 发送端IP地址 */
74 Print_mac_addr(arp_pkt->arp.arp_tha), printf(" "); /* 目的以太网地址 */
75 Print_ip_addr(arp_pkt->arp.arp_tpa), printf(" "); /* 目的IP地址 */
76 printf("\n");
77 }
78
79 /*
80 * 根据ARP request生成ARP reply的packet
81 * hmac为本机mac地址
82 */
83 void Init_echo_pkt(struct arp_pkt *arp, struct arp_pkt *arp_rt, char *hmac)
84 {
85 bcopy(arp->eh.ether_shost, arp_rt->eh.ether_dhost, 6); /* 填入目的地址 */
86 bcopy(ether_aton(hmac), arp_rt->eh.ether_shost, 6); /* hmac为本机mac地址 */
87 arp_rt->eh.ether_type = arp->eh.ether_type; /* 以太网帧类型 */
88 ;
89 arp_rt->arp.ea_hdr.ar_hrd = arp->arp.ea_hdr.ar_hrd;
90 arp_rt->arp.ea_hdr.ar_pro = arp->arp.ea_hdr.ar_pro;
91 arp_rt->arp.ea_hdr.ar_hln = 6;
92 arp_rt->arp.ea_hdr.ar_pln = 4;
93 arp_rt->arp.ea_hdr.ar_op = htons(2); /* ARP应答 */
94 ;
95 bcopy(ether_aton(hmac), &arp_rt->arp.arp_sha, 6); /* 发送端以太网地址*/
96 bcopy(arp->arp.arp_tpa, &arp_rt->arp.arp_spa, 4); /* 发送端IP地址 */
97 bcopy(arp->arp.arp_sha, &arp_rt->arp.arp_tha, 6); /* 目的以太网地址 */
98 bcopy(arp->arp.arp_spa, &arp_rt->arp.arp_tpa, 4); /* 目的IP地址 */
99 }
100
101 int main()
102 {
103 struct ether_header *eh;
104 struct nm_pkthdr h;
105 struct nm_desc *nmr;
106 nmr = nm_open("netmap:eth0", NULL, 0, NULL); /* 打开netmap对应的文件描述符,并做了相关初始化操作！ */
107 struct pollfd pfd;
108 pfd.fd = nmr->fd;
109 pfd.events = POLLIN;
110 u_char *str;
111 printf("ready!!!\n");
112 while (1)
113 {
114 poll(&pfd, 1, -1); /* 使用poll来监听是否有事件到来 */
115 if (pfd.revents & POLLIN)
116 {
117 str = nm_nextpkt(nmr, &h); /* 接收到来的数据包 */
118 eh = (struct ether_header *) str;
119 if (ntohs(eh->ether_type) == 0x0800) /* 接受的是普通IP包 */
120 {
121 struct udp_pkt *p = (struct udp_pkt *)str;
122 if(p->ip.protocol == IPPROTO_UDP) /*如果是udp协议的数据包*/
123 printf("udp:%s\n", p->body);
124 else
125 printf("其它IP协议包!\n");
126 }
127 else if (ntohs(eh->ether_type) == 0x0806) /* 接受的是ARP包 */
128 {
129 struct arp_pkt arp_rt;
130 struct arp_pkt *arp = (struct arp_pkt *)str;
131 if( *(uint32_t *)arp->arp.arp_tpa == inet_addr("192.168.11.134") ) /*如果请求的IP是本机IP地址(两边都是网络字节序)*/
132 {
133 printf("ARP请求:");
134 Print_arp_pkt(arp);
135 Init_echo_pkt(arp, &arp_rt, "00:0C:29:E4:D6:2A"); /*根据收到的ARP请求生成ARP应答数据包*/
136 printf("ARP应答:");
137 Print_arp_pkt(&arp_rt);
138 nm_inject(nmr, &arp_rt, sizeof(struct arp_pkt)); /* 发送ARP应答包 */
139 }
140 else
141 printf("其它主机的ARP请求！\n");
142 }
143 }
144 }
145 nm_close(nmr);
146 return 0;
147 }
recv_pkt.c
七.运行结果:
ready!!! udp:adcde udp:adcde udp:adcde udp:adcde udp:adcde udp:adcde udp:adcde udp:adcde udp:adcde udp:adcde ARP请求:00:0c:29:e4:d6:2a 00:50:56:c0:00:08 0x0806 1 0x0800 6 4 1 00:50:56:c0:00:08 192.168.11.1 00:00:00:00:00:00 192.168.11.134 ARP应答:00:50:56:c0:00:08 00:0c:29:e4:d6:2a 0x0806 1 0x0800 6 4 2 00:0c:29:e4:d6:2a 192.168.11.134 00:50:56:c0:00:08 192.168.11.1 udp:adcde udp:adcde udp:adcde
时间： 2024-10-10 17:17:40