第8章 原始套接字编程-Windows网络编程基础教程(第2版)-杨传栋-清华大学出版社

➢ 原始套接字是在传输层之下使用的套接字，原始套接所提供 的特殊功能主要包括：
1）可对ICMP、IGMP等较低层次的协议直接访问，直接发 送或接收ICMP、IGMP等协议的报文。
2）能够接收一些TCP/IP栈不能处理的特殊的IP分组，通常 是网络核心不能识别IP分组的协议字段。
3）通过设置原始套接字的IP_HDRINCL选项，可以发送用 户自定义分组首部的IP分组，因此可编写测试基于IP的高 层网络协议。
如果参数protocol指定为IPPROTO_ICMP或 IPPROTO_UDP等这种即不是IPPROTO_IP（值为0）也不 是IPPROTO_RAW（值为255）的值，发送数据时，系统 将会按照该参数指定的协议类型自动构造IP分组首部，而 不用自己填充。
接收数据时，系统只会将首部协议字段值和该参数值相同 的IP分组交给该原始套接字。因此，一般来说，要想接收 或发送哪个协议的数据包，就应该在创建套接字时将参数 protocol指定为哪个协议。
8.2 原始套接字的通信流程
➢ 原始套接字的通信是基于IP 分组的，因而是无连接、 不可靠的，其编程流程与 数据报套接字类似。
➢ 一般情况下，WinSock的 原始套接字只能接收到运 载ICMP报文、IGMP报文 和TCP/IP不能识别内容的 IP分组，要想接收运载TCP 报文段和UDP数据报的IP 分组，需要对原始套接字 的选项进行设置。
创建一个原始套接字时，如果将参数protocol指定为 IPPROTO_RAW，则所创建的原始套接字只能用来发送IP 包，而不能接收任何数据，而且要发送的数据需要自己填 充IP首部。
如果将参数protocol指定为IPPROTO_IP，则所创建的原 始套接字可用于接收任何IP分组，但IP分组的校验和验证 和协议分析等需要由程序自己完成。
➢ 需要编程者对TCP/IP协议的原理有较为深入的理解。
8.2.1创建原始套接字
➢ 创建原始套接字所使用的函数仍然是socket()或 WSASocket()，但用于指定套接字类型的第二个参数应使用 SOCK_RAW。使用socket()函数和WSASocket()函数创建 原始套接字的格式如下： int sockROW=socket(AF_INET, SOCK_RAW, protocol)； SOCKET sockROW=WSASocket(AF_INET, SOCK_RAW, protocol，0,0,0);
4）可通过原始套接字将网卡设置为混杂模式，从而能够接 收所有流经网卡接口的IP分组，达到进行网络监听的目的。
➢ 正是由于具有这些强大的功能，原始套接字被广泛应用于 高级网络编程，是黑客常用的一种编程手段，像是著名的 网络抓包工具sniffer、拒绝服务攻击（DOS）、IP欺骗等 都可以使用原始套接字编程实现。
原始套接字 SOCK_RAW
用户空间
TCP
UDP
IP
网络核心
内核空间
➢ Windows对原始套接字的支持是从WinSock2开始的。
➢ 早期使用WinSock2的Windows操作系统，例如 Windows98、Windows 2000等，可以提供对原始套接字 的完美支持。但是，处于安全方面的考虑，从Windows XP sp2开始对原始套接字的使用进行了一些限制，这些限制主 要有两个方面：
发送数据 创建原始套接字
socket()
构造 要发送的数据包
发送数据包
关闭套接字 closesocket()
接收数据 创建原始套接字
socket()
设定 套接字选项
接收数据
解析/过滤数据
关闭套接字 closesocket()
➢ 使用原始套接字编程通常较为复杂，这是因为，发送数据 时要进行复杂的数据包首部字段的构造与填写，接收数据 时又涉及数据包首部中各字段的分析解释。
第8章 原始套接字编程
8.1 原始套接字及其功能
➢ 套接字有流式套接字（SOCK_STREAM)、数据报套接 字（SOCK_DGRAM）和原始套接字(SOCKET_RAW)三 种类型。
✓ 流式套接字是基于TCP协议的，主要应用于那些对数据通 信的可靠性要求较高的应用程序；
✓ 而数据报套接字是基于UDP协议的，主要应用于那些对 数据通信的可靠性要，原始套接字直接置“根”于操作系统内核的网 络核心（Network Core），因而可对IP分组直接操控；而 流式套接字和数据报套接字则分别“悬浮”于TCP协议和 UDP协议的外围，只能通过这两个传输层协议完成数据通 信功能。
应用程序
流式套接字 数据报套接字 SOCK_STREAM SOCK_DGRAM
✓ 流式套接字和数据报套接字可以满足绝大多数应用程 序的需求，
✓ 但是，对于那些需要对通信协议有较多控制的应用， 或是那些用来测试新的传输协议的应用，
✓ 由于需要对IP首部的某些字段以及新协议的首部格式进 行直接控制，流式套接字和数据报套接字就无能为力 了。
✓ 原始套接字（Raw Socket）提供了一些流式套接字和 数据报中套接字所不能提供的特殊功能，可很好地解 决上面的问题。
✓ 用户必须具备管理员权限才能创建原始套接字；
✓ 不允许使用原始套接字发送TCP数据包，也不允许通过原 始套接字发送伪造源IP地址的UDP数据包。
➢ 需要强调，Windows7的有些版本以及Windows8和 Windows10要求必须具有管理员身份才能创建原始套接 字，因此，在调试本章例题时应以管理员权限启动VS。
➢ 第三个参数protocol用来指明创建的原始套接字所能接收 或发送的IP分组的协议字段的协议类型，可取如下值： ✓ IPPROTO_ICMP：表示ICMP协议。 ✓ IPPROTO_IGMP：表示IGMP协议。 ✓ IPPROTO_TCP：表示TCP协议。 ✓ IPPROTO_UDP：表示UDP协议。 ✓ IPPROTO_IP：原始IP协议，该类原始套接字可用于接 收任何的IP数据包。 ✓ IPPROTO_RAW：原始IP协议，该类socket只能用来 发送IP包，而不能接收任何的数据。发送的数据需要自 己填充IP包头，并且自己计算校验和。