c++ - 发送任意（原始）数据包

Question

我在其他地方看到过它被问到，但没有人满意地回答：我怎样才能接收和发送原始数据包？

“原始数据包”是指我必须在哪里生成所有标头和数据，以便字节完全是任意的，并且我不受任何限制。这就是为什么 Microsoft 的 RAW 套接字无法工作的原因，因为您无法发送源地址不正确的 TCP 或 UDP 数据包。

我知道你可以用 WinPCAP 发送我想要的数据包，但你不能用它接收原始信息，我也需要这样做。

Answer 1

首先决定您要在哪个协议层上测试格式错误的数据：

以太网

如果您想生成和接收带有错误以太网校验和的无效以太网帧，您或多或少会不走运，因为校验和通常是在硬件中完成的，如果不是，NIC 的驱动程序会执行校验和至少在 Windows 上没有办法解决这个问题。NetBSD 为大多数在 OS 驱动程序中进行以太网校验和的驱动程序提供了该选项。

另一种选择是购买专门的硬件（例如 Napatech 的卡，不过你可能会找到更便宜的），它提供了一个用于发送和接收以太网帧的 API，但是你想要的无效。

请注意，通过发送无效的以太网帧进行发送，接收端或中间的路由器只会将帧丢弃，它们永远不会到达应用程序或 OS IP 层。您将在接收端测试 NIC 或 NIC 驱动程序。

知识产权

如果您只想发送/接收无效的 IP 数据包，winpcap 可让您执行此操作。生成数据包，设置winpcap抓包，使用winpcap发送..

请注意，具有无效 IP 校验和其他无效字段的数据包，接收应用程序运行的 TCP/IP 堆栈只会丢弃 IP 数据包，发送方和接收方之间的任何 IP/第 3 层路由器也会这样做。他们不会到达应用程序。如果您正在生成有效的 IP 数据包，您还需要自己生成有效的 UDP 并使用有效的 TCP 数据包实现 TCP 会话，以便应用程序处理它们，否则它们也会被 TCP/IP 丢弃堆

您将在接收端测试 TCP/IP 堆栈的较低部分。

TCP/UDP

这与发送/接收无效 IP 数据包没有什么不同。您可以使用 winpcap 完成所有这些操作，尽管路由器不会丢弃它们，只要以太网/IP 标头没问题。但是，应用程序不会收到这些数据包，它们会被 TCP/IP 堆栈丢弃。您将在接收端测试 TCP/IP 堆栈的上部。

应用层

这是实际测试应用程序的（理智）方式（除非您的“应用程序”实际上是 TCP/IP 堆栈或更低）。您可以像任何应用程序使用套接字一样发送/接收数据，但会根据需要生成格式错误的应用程序数据。应用程序将接收这些数据，它不会被较低的协议层丢弃。

尽管使用 TCP 的一种特定形式的测试可能很难测试——即改变发送的 TCP 段，例如，如果您想测试应用程序是否正确地将 TCP 数据解释为流。（例如，您想以 5 段发送字符串“hello”，并以某种方式导致接收应用程序一个接一个地读取（）字符）。如果您不需要速度，通常可以通过在发送中插入暂停并关闭 nagel 算法 (TCP_NDELAY) 和/或调整 NIC MTU 来获得该行为。

请记住，任何在 TCP 流中使用较低级别协议的行为，例如导致其中一个数据包具有无效/不同的 IP 源地址，都会被较低级别的层丢弃。

您将测试在 TCP/UDP（或任何其他 IP 协议）之上运行的应用程序。

备择方案

• 切换到另一个操作系统，您至少可以在不受最近窗口限制的情况下使用原始套接字。

• 实施基于上述“以太网”或“IP”替代方案的透明插入式解决方案。即你有你的普通客户端应用程序，你的普通服务器应用程序。您断开它们之间的电缆，插入带有 2 个 NIC 的盒子，您可以在其中以编程方式更改接收到的帧的字节，然后将它们再次发送回另一个 NIC。这也将允许您轻松地在系统中引入数据包延迟。Linux 的 netfilter 已经具备这种功能，您可以轻松地在其上构建，通常只需要配置或脚本。

• 如果您可以更改要测试的接收应用程序，请让它从文件或管道等其他内容中读取数据，并根据需要为其提供随机字节/数据包。

• 混合模型，主要用于 TCP 应用程序测试，但也可用于测试 UDP ICMP 响应等。使用套接字建立 TCP 连接。使用套接字发送无效的应用程序数据。引入随机格式错误的数据包（比使用原始套接字进行编程要容易得多，后者会设置 TCP 会话然后引入较低层错误）。发送格式错误的 IP 或 UDP/TCP 数据包，或者可能使用 WinPcap 的 ICMP 数据包，尽管通过套接字代码与 winpcap 代码通信，以便您将地址/端口正确，以便接收应用程序看到它。

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