Linux下实现修改IP选项字段

一：linux下实现UDP通信

二：实验目的

（一）在IP头部“选项”字段如何添加自定义的信息，作为自定义的匹配字段用

例如对UDP报文添加一个序列号，使得接收方按照序列进行一定操作。则需要在IP的包头选项字段中进行自定义字段

（二）实现思路

1.修改Linux网络源码---目前有点困难

2.利用现有的一些Linux网络编程函数，进行修改，这里选用setsockopt()----就是这个思路

三：推文

setsockopt 设置socket 详细用法

setsockopt

四：代码实现

客户端：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>

#define MAX_LEN 1000
//#define LOC_PORT 9090    //本地监听端口
//#define REM_PORT 8080    //远程发送端口

//#define SER_IP "10.0.0.1"
#define MAXSIZE 40

#define IPOPT_TAG 0x21        //IP选项标志字段
#define IPOPT_LEN 8            //IP选项长度字段


int str_to_number(const char* str);

int main(int argc, char** argv)
{
    char rec_buf[MAX_LEN];                                        //接受信息
    char snd_buf[MAX_LEN];                                        //发送信息

    int sk;                                                        //socket句柄
    struct sockaddr_in loc_addr;                                //用于指定本地监听信息
    struct sockaddr_in rem_addr;                                //获取远程地址信息
    int loc_addr_len,rem_addr_len;

    int count,ret;
    struct in_addr addr;                                        //用于获取地址信息
    int optval = 1;
    unsigned int SeqID=0;

    int LOC_PORT,REM_PORT;                                        //指定本地端口，和服务器端口
    char *SER_IP;                                                //用于获取服务器IP
     //构造自定义的TCP选项
     //unsigned char opt[MAXSIZE];
     //opt[0] = IPOPT_TAG;
     //opt[1] = IPOPT_LEN;
    unsigned char opt[MAXSIZE];
    opt[0] = 0x21;    
    opt[1] = IPOPT_LEN;

    //检查传参
    if(argc != 4)                                                //第一个是程序名，第二个是本地端口，第三个是服务器ip,第四个是服务器端口
    {
        printf("Error: Number of Input Argv must be 4!
");
        return -1;
    }
    LOC_PORT = str_to_number(argv[1]);
    REM_PORT = str_to_number(argv[3]);
    SER_IP = argv[2];

    bzero(&loc_addr, sizeof(loc_addr));
    loc_addr.sin_family = AF_INET;
    loc_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);                //作为服务器，可能有多块网卡，设置INADDR_ANY，表示绑定一个默认网卡进行监听
    loc_addr.sin_port = htons(LOC_PORT);
    loc_addr_len = sizeof(loc_addr);

    bzero(&rem_addr, sizeof(rem_addr));
    rem_addr.sin_family = AF_INET;
    rem_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SER_IP);                //作为服务器，可能有多块网卡，设置INADDR_ANY，表示绑定一个默认网卡进行监听
    rem_addr.sin_port = htons(REM_PORT);
    rem_addr_len = sizeof(loc_addr);

    sk = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if(sk<0)
    {
        printf("socket create failure
");
        return -1;
    }
    setsockopt(sk, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &optval, sizeof(int));    //设置地址复用

    ret = bind(sk, (struct sockaddr*)&loc_addr, loc_addr_len);
    if(ret < 0)
    {
        printf("socket bind failure
");
        return -1;
    }

    while (1)
    {
        printf("Input info:>>>");
        scanf("%s", snd_buf);
        if (!strcmp(snd_buf, "quit"))
            break;
             //写入选项数据
        *(int *)(opt + 2) = htonl(++SeqID);  
        setsockopt(sk,IPPROTO_IP,IP_OPTIONS,(void *)opt,IPOPT_LEN);
        sendto(sk, snd_buf, strlen(send_buf)+1, 0, (struct sockaddr*)&rem_addr, rem_addr_len);
    }

    close(sk);

    return 0;
}

int str_to_number(const char* str)
{
    int i,len, num = 0;
    len= strlen(str);

    for (i = 0; i < len;i++)
        num = num * 10 + str[i] - '0';

    return num;
}

int setsockopt(int sockfd, int level, int optname,const void *optval, socklen_t optlen);

sockfd：标识一个套接口的描述字。

level：选项定义的层次；支持SOL_SOCKET、IPPROTO_TCP、IPPROTO_IP和IPPROTO_IPV6。

optname：需设置的选项。

optval：指针，指向存放选项待设置的新值的缓冲区。

optlen：optval缓冲区长度。

#define MAXSIZE 40

#define IPOPT_TAG 0x21        //IP选项标志字段
#define IPOPT_LEN 8            //IP选项长度字段
 
unsigned char opt[MAXSIZE];    
opt[0] = 0x21;        
opt[1] = IPOPT_LEN;　　　　注意：第二个字节必须是IP选项长度

setsockopt(sk,IPPROTO_IP,IP_OPTIONS,(void *)opt,IPOPT_LEN);
IPPROTO_IP,IP_OPTIONS　　 表示修改的是IP层的IP选项字段
(void *)opt,IPOPT_LEN　　 表示传输的选项数据和IP选项长度　　

注意：虽然首部长度是4字节的倍数，但是选项字段的长度必须是8的倍数，不足8字节倍数，则会填充0。所以设置为IPOPT_LEN是8的倍数

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>

#define MAX_LEN 1000
#define MAX_SIZE 40
#define IPOPT_LEN 8
//#define LOC_PORT 8080                                                        //本地监听端口

int str_to_number(const char* str);

int main(int argc, char** argv)
{
    char rec_buf[MAX_LEN];                                                    //接受信息
    char snd_buf[MAX_LEN];                                                    //发送信息

    int sk;                                                                    //socket句柄
    struct sockaddr_in loc_addr;                                            //用于指定本地监听信息
    struct sockaddr_in rem_addr;                                            //获取远程地址信息
    int loc_addr_len,rem_addr_len;

    int count,ret,i,opt_len=MAX_SIZE;
    struct in_addr addr;                                                    //用于获取地址信息
    int optval = 1;

    int LOC_PORT;

    unsigned char opt[MAX_SIZE];
    //opt[0] = 0x21;    
    //opt[1] = IPOPT_LEN;

    //检查传参
    if(argc != 2)                                                            //第一个是程序名，第二个是本地端口
    {
        printf("Error: Number of Input Argv must be 2!
");
        return -1;
    }

    LOC_PORT = str_to_number(argv[1]);

    bzero(&loc_addr, sizeof(loc_addr));
    loc_addr.sin_family = AF_INET;
    loc_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);                            //作为服务器，可能有多块网卡，设置INADDR_ANY，表示绑定一个默认网卡进行监听
    loc_addr.sin_port = htons(LOC_PORT);
    loc_addr_len = sizeof(loc_addr);

    sk = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if(sk<0)
    {
        printf("socket create failure
");
        return -1;
    }
    setsockopt(sk, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &optval, sizeof(int));            //设置地址复用

    ret = bind(sk, (struct sockaddr*)&loc_addr, loc_addr_len);
    if(ret < 0)
    {
        printf("socket bind failure
");
        return -1;
    }


    while (1)
    {
        printf("Waiting for data from sender 
");
        count = recvfrom(sk, rec_buf, MAX_LEN, 0, (struct sockaddr*)&rem_addr, &rem_addr_len);
        //printf("%s %d
", rec_buf,count);
        if(count==-1)
        {
            printf("receive data failure
");
            return -1;
        }

        addr.s_addr = rem_addr.sin_addr.s_addr;
        printf("Receive info: %s from %s %d
", rec_buf,inet_ntoa(addr),rem_addr.sin_port);
    }

    close(sk);

    return 0;
}

int str_to_number(const char* str)
{
    int i,len, num = 0;
    len= strlen(str);

    for (i = 0; i < len;i++)
        num = num * 10 + str[i] - '0';

    return num;
}

抓包查看：

因为查看的是第二条消息，故接收的报文选项字段数据为2