Как я могу отправить TCP Raw Socket с флагами Ip и Tcp

Question

Я пытаюсь запрограммировать код, который может создавать и отправлять необработанные сокеты с возможностью заполнения всех полей в заголовке IP и заголовке TCP.

Я могу фактически установить все поля для заголовка tcp.Если я установлю Флаги IP

short int ip_moreFrag :1, ip_doNotFrag:1, ip_reserved : 1;

на 0 и последую за пакетом в Wireshark, я вижу, что все поля, которые я установил, тоже установлены. введите описание изображения здесь

Но если я установлю флаги Ip на 1 и последую за пакетом на Wireshark, я могу видеть, что Protokol моего пакета изменился на Ipv4 и флагине установлен в Wireshark. Wireshark IPv4 Protokol Почему?

Я не смог найти причину, по которой Программа не отправляет tcp-пакеты, если я установил один из флагов ip на 1. Не могли бы вы мне помочь?

---

Вот мой код:

// Run as root or SUID 0,

#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

struct ipheader {
    unsigned char ip_hl :4, ip_v :4;
    unsigned char ip_tos :8;
    unsigned short int ip_len :16;
    unsigned short int ip_id :16;
    unsigned short int ip_off :13;

    unsigned short int ip_moreFrag :1, ip_doNotFrag:1, ip_reserved : 1;

    unsigned char ip_ttl :8;
    unsigned char ip_p :8;
    unsigned short int ip_sum :16;
    unsigned int iph_sourceip :32;
    unsigned int iph_destip :32;
};


/* Structure of a TCP header */
struct tcpheader {
    unsigned short int th_sport :16;
    unsigned short int th_dport :16;
    unsigned int th_seq :32;
    unsigned int th_acknum :32;

    unsigned char th_reserved :4, th_off :4;


    unsigned short int th_fin :1, th_syn :1, th_rst :1, th_psh :1, th_ack :1,
            th_urg :1, th_cwr :1, th_ece :1;


    unsigned short int th_win :16;
    unsigned short int th_sum :16;
    unsigned short int th_urp :16;
};


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);

    sd = socket(PF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_RAW);
    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("1000"));
    din.sin_port = htons(atoi("1000"));

    // Source IP, can be any, modify as needed
    sin.sin_addr.s_addr = inet_addr("1.2.3.4");
    din.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");

    // IP structure
    ip->ip_v = 4;
    ip->ip_hl = 5;

    ip->ip_tos = 16;
    ip->ip_off = 0;

    ip->ip_reserved = 0;
    ip->ip_doNotFrag = 0;
    ip->ip_moreFrag = 0;

    ip->ip_len = htons(sizeof(struct ipheader) + sizeof(struct tcpheader));
    ip->ip_id = htons(54321);
    ip->ip_ttl = 255;
    ip->ip_p = 6; // TCP
    ip->ip_sum = 0; // Done by kernel

    ip->iph_sourceip = inet_addr("1.2.3.4");

    ip->iph_destip = inet_addr("127.0.0.1");

    tcp->th_sport = htons(atoi("1000"));

    tcp->th_dport = htons(atoi("1000"));
    tcp->th_seq = htonl(0);
    tcp->th_acknum = 0;

//  tcp->th_hlen = 4;


    tcp->th_reserved = 0;
    tcp->th_off = 5;


    tcp->th_fin = 1;

    tcp->th_syn = 1;
    tcp->th_rst = 1;
    tcp->th_psh = 1;
    tcp->th_ack = 1;
    tcp->th_urg = 1;
    tcp->th_cwr = 1;
    tcp->th_ece = 1;


    tcp->th_win = htons(32767);
    tcp->th_sum = 0; // Done by kernel
    tcp->th_urp = 0;

    // IP checksum calculation
    ip->ip_sum = 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");

    unsigned int count;

    if (sendto(sd, buffer, ip->ip_len, 0, (struct sockaddr *) &din, sizeof(din))
            < 0)
            // Verify
            {
        perror("sendto() error");
        exit(-1);
    } else
        printf("Count #%u - sendto() is OK\n", count);

    close(sd);
    return 0;
}

Answer 1

Ваша программа предполагает, что ваш компилятор упорядочивает битовые поля от наименее значимых до наиболее значимых в пределах 2-байтового блока для этих элементов структуры:

    unsigned short int ip_off :13;
    unsigned short int ip_moreFrag :1, ip_doNotFrag:1, ip_reserved : 1;

, но Wireshark показывает, что это предположение неверно.Если вы посмотрите на захват второго пакета, где, по-видимому, два члена ip_moreFrag, ip_doNotFrag и ip_reserved установлены на 1, вы увидите, что Wireshark не показывает ни одного из соответствующих R, DF или MF флаговые биты, установленные в заголовке IP.Все эти биты флага 0 в пакете.

Вместо этого установка этих битовых полей привела к установке двух битов на 1 в поле Смещение фрагмента .Это заставляет Wireshark полагать, что этот пакет содержит только фрагмент более крупной дейтаграммы и что данные в этом пакете, следующие за его IP-заголовком, принадлежат позиции 768 в более крупной дейтаграмме.Данные в позиции 768 не могут быть заголовком TCP (заголовок TCP будет находиться в позиции 0), и поэтому Wireshark не интерпретирует какие-либо данные в этом пакете как заголовок TCP.

Чтобы исправить, вы можетелибо переупорядочьте битовые поля в struct ipheader, чтобы они отображались в правильную позицию в заголовке на проводе, либо вы можете переключиться на другой метод, который не зависит от битовых полей для построения заголовка.Использование битовых полей хрупко, потому что компиляторы имеют большую свободу в том, как они размещают битовые поля в памяти.Даже если вам удастся заставить механизм битовых полей работать с компилятором, который вы используете прямо сейчас, нет гарантии, что он будет работать точно так же с другим компилятором или с другой версией вашего текущего компилятора или с вызовом вашего компилятора.с различными вариантами компиляции.

Если вы решите продолжить работу с битовыми полями, вам следует проверить, что биты флага TCP в вашем struct tcpheader делают то, что вам нужно.Они могут совпадать или не совпадать с правильными битами в формате «на проводе».Все, что вы знаете из этого первого захвата пакета, это то, что если вы установите их все на 1, тогда вы получите 0xff в поле флага, но вы не знаете наверняка, что различные члены структуры контролируют правильные биты.Например, попробуйте установить th_syn на 0 и посмотрите, согласен ли Wireshark, что флаг SYN был отключен.