第 13 章 原始套接字与数据链
路访问编程
IPv4 数据报格式
几点说明
几点说明：首部长度是以 32 位（即 4 字节）为单位； 16 位的标
识用于分片和重组； DF 位（不分片）； MF （还有片段）；协议字段
表示封装在 IP 报文中的上层协议，典型的有： ICMP （ 1 ）、 IGMP
（ 2 ）、 TCP （ 6 ）、 UDP （ 17 ）；头部校验和只对 IP 头部（包括
选项）计算，校验算法是标准的因特网校验和算法，即简单的 16 位反
码求和。
版本 总长度（字节长度）
标识 片段偏移
首部长度 服务类型
0
D
F
M
F
存活时间（ TTL ） 头部校验和协议
32 位源地址
32 位目的地址
选项（如果有的话）
数据
首部
数据
0 3 7
15
31
IP 数据报分片例子
IP 数据报是指指 I P 层端到端的传输单元（在分片
之前和重新组装之后），分组是指在 I P 层和链路
层之间传送的数据单元。
需要重申的是，任何传输层首部只出现在第 1 片数
据中。
原始套接字（概述）
原始套接字提供了一些使用 tcp 和 udp 协议不能实
现的功能，如：
使用原始套接字可以读／写 ICMPv4 、 IGMPv4 分组。如
Ping 程序， mroute 程序等；
使用原始套接字可以读／些特殊的 IPv4 数据包，内核不
处理这些数据报的 IPv4 协议字段。如大多数内核只处理 I
CMP 、 IGMP 、 TCP 、 UDP 的数据报。但协议字段还可
以为其他值，如 OSPF 直接使用 IP 协议，将 IP 数据报的
协议字段设为 89 ，此时，就必须有专门的程序通过原始
套接字来处理它们；
利用原始套接字还可以创建自定义的 IP 数据报首部，编
写基于 IP 协议的高层网络协议。
原始套接字创建
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
int socket(AF_INET, SOCK_RAW, int protocol);
protocol 参数一般不能为 0 ，如： IPPROTO_ICMP 。另外，只有超级用
户才能创建原始套接字。
用户可以通过设置 IP_HDRINCL 选项来编写自己的 IP 数据报首部：
const int on = 1;
setsockopt(sockfd, IPPROTO_IP, IP_HDRINCL, &on, sizeof(on));
可以调用 bind 函数绑定原始套接字的本地 IP 地址，此时，所有输出的
数据报将用到源 IP 地址（仅当 IP_HDRINCL 未设置时）；如果不调用 bi
nd 函数，由内核将源 IP 地址设成外出接口的主 IP 地址；
可以调用 connect 函数设置数据报的目的地址（注意并不需要真正的连
接）。此后，可直接调用 write 或 send 。
注意： bind 和 connect 时，端口已经没有意义了。
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