sockets - Haskell 中的原始套接字

Question

Network.Socket 中提供了原始套接字类型，但在绑定套接字附近有一条注释“当前仅支持 Unix 域套接字和 Internet 系列”。如何在 haskell 中使用原始套接字？

作为工作 Python 代码，我想要实现的目标是：

import binascii
import socket

# Create raw socket.
ethType = b'FFFF' # 2 bytes, has to be >= 0x0600. FFFF is "unavailable" by IEEE.
sock = socket.socket(socket.AF_PACKET, socket.SOCK_RAW)
sock.bind( ('lo', int(ethType,16)) )

# Create packet.
srcMac  = b'000000000000' # 6 bytes
destMac = b'000000000000' # 6 bytes
header = binascii.a2b_hex( destMac + srcMac + ethType ) # 14 bytes
message = b'Hello, World!'
sock.send(header + message)

# Receive such packets
while True: print (sock.recv(65535))

EDIT1：在 Haskell 中，我sock <- socket AF_PACKET Raw 0xFFFF用来创建一个套接字，但bindSocket需要 aSockAddr作为参数，可用的构造函数是

SockAddrInet PortNumber HostAddress  
SockAddrInet6 PortNumber FlowInfo HostAddress6 ScopeID   
SockAddrUnix String

但这些似乎都不对。

EDIT2：感谢 Yuras 的评论，我收到了工作包：

import Network.Socket
sock <- socket AF_PACKET Raw 0xFFFF
recv sock 0xFFFF

EDIT3：尝试从套接字发送数据包而不绑定它会导致异常：

sock <- socket AF_PACKET Raw 0xFFFF
send sock "\NUL\NUL\NUL\NUL\NUL\NUL\NUL\NUL\NUL\NUL\NUL\NUL\255\255"
*** Exception: send: does not exist (No such device or address)

这是有道理的，因为内核对于实际传输数据包的接口没有任何线索。有没有办法将（原始）套接字绑定到 Haskell 中的接口？

Answer 1

Network.Pcap可用于发送和接收原始数据。

import qualified Data.ByteString.Char8 as B
import Network.Pcap

main = do
    -- open device
    dev <- openLive "lo" 65535 False 0
    setFilter dev "ether proto 0xFFFF" True 0

    -- send
    sendPacketBS dev (B.pack "\NUL\NUL\NUL\NUL\NUL\NUL\NUL\NUL\NUL\NUL\NUL\NUL\255\255Hello, World!")

    -- receive
    loopBS dev (-1) (\_ packet -> putStrLn (show packet))

Answer 2

有类似的任务，我能想到的唯一方法是使用FFI。当前network（撰写本文时为 2.4.0.1）只知道三个SockAddr系列，其中没有一个适用于AF_PACKET套接字。需要的是struct sockaddr_ll，这是不可用的。

有一个补丁添加了SockAddrRaw，但即使它被合并，它似乎最终还是丢失了。

我的代码很脏（抱歉，这是我第一个“严肃”的 FFI 代码），但我想我还是会分享它。

首先，我创建了BindPacketHack.hsc.

{-# LANGUAGE CPP, ForeignFunctionInterface #-}

module BindPacketHack (bindPacket) where

import Foreign
import Foreign.C.Types
import Foreign.C.String
import Network.Socket
import Network.Socket.Internal (zeroMemory)

#include <sys/socket.h>
#include <netpacket/packet.h>
#include <net/if.h>

data SockAddrLL = SockAddrLL { family :: CShort
                             , protocol :: CShort
                             , ifindex :: CInt }
   deriving (Eq, Show)

instance Storable SockAddrLL where
    sizeOf _    = (#size struct sockaddr_ll)
    alignment _ = alignment (undefined :: CInt)
    peek _      = error "peek is not implemented, sorry"
    poke ptr sa = do
        zeroMemory ptr (fromIntegral $ sizeOf sa)
        (#poke struct sockaddr_ll, sll_family) ptr (family sa)
        (#poke struct sockaddr_ll, sll_protocol) ptr (protocol sa)
        (#poke struct sockaddr_ll, sll_ifindex) ptr (ifindex sa)


foreign import ccall unsafe "if_nametoindex"
    c_if_nametoindex :: CString -> IO CInt

ifaceIndex :: String -> IO CInt
ifaceIndex name = withCString name c_if_nametoindex


foreign import ccall unsafe "bind"
    c_bind_ll :: CInt -> Ptr SockAddrLL -> CInt -> IO CInt

bindLL :: Socket -> SockAddrLL -> IO Integer
bindLL s sa = alloca $ \ptr -> do
    poke ptr sa
    ret <- c_bind_ll (fdSocket s) ptr (fromIntegral $ sizeOf sa)
    return $ toInteger ret


bindPacket :: Socket -> ProtocolNumber -> String -> IO ()
bindPacket s proto ifname = do
    ifindex <- ifaceIndex ifname
    bindLL s (sockAddrLL (fromIntegral proto) ifindex)
    return ()

您可能会注意到，这SockAddrLL是不完整的，因此我的实现非常有限。这是因为我只需要这三个字段，其余字段被清零。不过，添加更多是微不足道的。

运行hsc2hs BindPacketHack.hsc，它会解析C头文件并.hs出现一个文件。现在你可以像这样使用它：

s <- socket AF_PACKET Raw eth_PPPoEDiscovery
setFdOption (Fd $ fdSocket s) CloseOnExec True
setSocketOption s Broadcast 1
bindPacket s eth_PPPoEDiscovery "eth0"
send s rawPPPoEPacket -- don't forget Ethernet header

Answer 3

首先，你不需要绑定原始套接字来使用它。从man 7 raw

可以使用 bind(2) 调用将原始套接字绑定到特定的本地地址。如果未绑定，则接收所有具有指定 IP 协议的数据包。

如果要绑定它，则可以使用bindSocket，因为原始套接字使用与使用相同的sockaddr结构ip：

原始套接字使用 ip(7) 中定义的标准 sockaddr_in 地址结构

Answer 4

Network.Socket支持此接口。