网络技术是从1990年代中期发展起来的新技术,它把互联网上分散的资源融为有机整体,实现资源的全面共享和有机协作,使人们能够透明地使用资源的整体能力并按需获取信息。资源包括高性能计算机、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源、大型数据库、网络、传感器等。 当前的互联网只限于信息共享,网络则被认为是互联网发展的第三阶段。 以太网上数据帧的监听剖析 以太网上的数据帧主要涉及Tcp/ip协议,针对以下几个协议的分析:IP,ARP,RARP,IPX,其中重点在于ip和 arp协议,这两个协议是多数网络协议的基础,因此把他们研究彻底,就对大多数的协议的原理和特性比较清楚了。由于各种协议的数据帧个不相同,所以涉及很多的数据帧头格式分析,接下来将一一描述。 在linux 下监听网络,应先设置网卡状态,使其处于杂混模式以便监听网络上的所有数据帧。然后选择用Linux socket 来截取数据帧,通过设置socket() 函数参数值,可以使socket截取未处理的网络数据帧,关键是函数的参数设置,下面就是有关的程序部分: if ( ( fd=socket (AF_INET, SOCK_PACKET,htons(0x0003)))<0) {perror (“can get SOCK_PACKET socket ”); exit(0); }
AF_INET=2 表示 internet ip protocol SOCK_PACKET=10 表示 截取数据帧的层次在物理层,既不作处理。 Htons(0x0003)表示 截取的数据帧的类型为不确定,既接受所有的包。 总的设定就是网卡上截取所有的数据帧。这样就可以截取底层数据帧,因为返回的将是一个指向数据的指针,为了分析方便,我设置了一个基本的数据帧头结构。 Struct etherpacket {struct ethhdr eth; struct iphdr ip; struct tcphdr tcp; char buff[8192]; } ep; 将返回的指针赋值给指向数据帧头结构的指针,然后对其进行分析。以下是有关协议的报头:ethhdr 这是以太网数据帧的mac报头: [page_break]
相应的数据结构如下 struct ethhdr { unsigned char h_dest[ETH_ALEN]; unsigned char h_source[ETH_ALEN]; unsigned short h_proto; } 其中h_dest[6]是48位的目标地址的网卡物理地址,h_source [6] 是48位的源地址的物理网卡地址。H_proto是16位的以太网协议,其中主要有0x0800 ip,0x8035.X25,0x8137 ipx,0x8863-0x8864 pppoe(这是Linux的 ppp),0x0600 ether _loop_back ,0x0200-0x0201 pup等。Iphdr 这是ip协议的报头:
由此可以定义其结构如下: struct iphdr { #elif defined (_LITTLE_ENDIAN_BITFIELD) _u8 version :4, #elif defined (_BIG_ENDIAN_BITFIELD) _u8 version:4, ihl:4; #else #error "Please fix" #endif _u8 tos; _16 tot_len; _u16 id; _u16 frag_off; _u8 ttl; _u8 protocol; _u16 check; _u32 saddr; _u32 daddr; }; 这是Linux 的ip协议报头,针对版本的不同它可以有不同的定义,我们国内一般用BIG的定义,其中version 是ip的版本,protocol是ip的协议分类主要有0x06 tcp.0x11 udp,0x01 icmp,0x02 igmp等,saddr是32位的源ip地址,daddr是32位的目标ip地址。 相应的数据结构: struct arphdr { unsigned short int ar_hrd; unsigned short int ar_pro; unsigned char ar_hln; unsigned char ar_pln; unsigned short int ar_op; #if 0 unsigned char _ar_sha[ETH_ALEN]; unsigned char _ar_sip[4]; unsigned char _ar_tha[ETH_ALEN]; unsigned char _ar_tip[4]; #end if }; [page_break]
这是linux 的arp 协议报头,其中ar_hrd 是硬件地址的格式,ar_pro协议地址的格式,ar_hln是硬件地址的长度,ar_pln时协议地址的长度,ar_op是arp协议的分类0x001是arp echo 0x0002 是 arp reply.接下来的分别是源地址的物理地址,源ip地址,目标地址的物理地址,目标ip地址。 Tcphdr ip协议的tcp协议报头 以下是相应数据结构: struct tcphdr { u_int16_t source; u_int16_t dest; u_int32_t seq; u_int32_t ack_seq; # if _BYTE_ORDER == _LITTLE _ENDIAN u_int16_t resl:4; u_int16_t doff:4; u_int16_t fin:1; u_int16_t syn:1; u_int16_t rst:1; u_int16_t psh:1; u_int16_t ack:1; u_int16_t urg:1; u_int16_t res2:2; #elif _BYTE _ORDER == _BIG _ENDIAN u_int16_t doff:4; u_int16_t res1:4; u_int16_t res2:2; u_int16_t urg:1; u_int16_t ack:1; u_int16_t psh:1; u_int16_t rst:1; u_int16_t syn:1; u_int16_t fin:1; #else #error "Adjust your defines" #endif u_int16_t window; u_int16_t check; u_int16_t urg_ptr; }; 这是Linux 下tcp协议的一部分与ip协议相同取BIG,其中source是源端口,dest 是目的端口,seq是s序,ack_seq是a序号,其余的是tcp的连接标志其中包括6个标志:syn表示连接请求,urg 表示紧急信息,fin表示连接结束,ack表示连接应答,psh表示推栈标志,rst表示中断连接。window是表示接受数据窗口大小,check是校验码,urg ptr是紧急指针。 [page_break] Udphdr 这是udp协议报头 struct udphdr { u_int16_t source; u_int16_t dest; u_int16_t len; u_int16_t check; } 这是Linux下ip协议中udp协议的一部分,结构很明显 source 源端口,dest目的端口,len udp 长度,check 是校验码。 Icmphdr 这是ip协议的icmp协议的报头 struct icmphdr { u_int8_t type; u_int8_t code; u_int16_t checksum; union { struct { u_int16_t id; u_int16_t sequence; } echo; u_int32_t gateway; struct { u_int16_t_unused; u_int16_t mtu; } frag; } un; };
网络的神奇作用吸引着越来越多的用户加入其中,正因如此,网络的承受能力也面临着越来越严峻的考验―从硬件上、软件上、所用标准上......,各项技术都需要适时应势,对应发展,这正是网络迅速走向进步的催化剂。
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