QNX系统上用Berkeley Packet Filter直接进行原始数据的收发

这次我们讲的是在QNX系统上直接操作网络的数据链路层进行原始数据包收发的过程，即通过Berkeley Packet Filter我们可以绕过TCP/IP并且收发自己定义的协议。

在QNX系统的帮助文档上，很明确的写到：


即伯克利包过滤语言通过网络接口提供数据链路层的数据的访问通道，具体实现步骤为：

1、打开 BPF 设备（即向系统声明使用BPF设备）

/* using BPF device */
char bpfname[16] = {"/dev/bpf\0"};
int i=0;

/* opening autocloning BFP device */
bpf = open(bpfname, O_RDWR);

在这里由于避免因各种原因打开设备失败，所以后面紧接一个迭代函数再次尝试打开设备，因为/dev/bpf是一个可以多次重复打开的设备，所以可以这样实现。

if (bpf < 0){
/* no autocloning BPF found: fall back to iteration */
for(i=0; i<128; i++){
snprintf(bpfname, sizeof(bpfname), "/dev/bpf%d", i);
bpf = open(bpfname, O_RDWR);

if(bpf != -1)
break;
}

2.使用ioctl（）函数来控制设备的操作

首先使用BIOCSETIF ioctl() 命令来绑定bpf和一个真正的网络接口，接口是在结构体ifreq中定义的。

const char* ifname = "wm0";
struct ifreq iface;
strncpy(iface.ifr_name, ifname, sizeof(ifname));
if( ioctl(bpf, BIOCSETIF, &iface) > 0){
printf("Could not bind %s to BPF\n", ifname);
}
printf("Associated with \"%s\"\n", ifname);

在这步骤之后，可以根据自己的需求来设定网卡的操作模式和接收数据包的方式等。具体可以参考QNX系统的帮助文档里的ioctl（）函数解释。

3、在做好以后上述两个步骤之后在第三步里就可以构建自己所要传输的数据包了。

即：目的地址+原地址+

dst_mac[0] = 0x10;//设置目的网卡地址
dst_mac[1] = 0x78;
dst_mac[2] = 0xd2;
dst_mac[3] = 0xc6;
dst_mac[4] = 0x2f;
dst_mac[5] = 0x89;

//—————————————————————————————————

src_mac[0] = 0x11;//设置目的网卡地址
src_mac[1] = 0x78;
src_mac[2] = 0xd2;
src_mac[3] = 0xc6;
src_mac[4] = 0x2f;
src_mac[5] = 0x89;

//——————————————————————————————-

datalen = 12;
data[0] = 'h';
data[1] = 'e';
data[2] = 'l';
data[3] = 'l';
data[4] = 'o';
data[5] = ' ';
data[6] = 'w';
data[7] = 'o';
data[8] = 'r';
data[9] = 'l';
data[10] = 'd';
data[11] = '!';

//——————————————————————————————————-

frame_length = 6 + 6 + 2   + datalen;
memcpy (ether_frame, dst_mac, 6);
memcpy (ether_frame + 6, src_mac, 6);

ether_frame[12] = ETH / 256;
ether_frame[13] = ETH % 256;

// data  package
memcpy (ether_frame + 14 , data, datalen);

4、在组建好数据包之后，我们就可以通过write（）函数将数据包发送到网卡驱动上

write(bpf, ether_frame, frame_length);

并且可以用read（）函数来读取网络上的数据包。

注：借用raw_socket的方法

socket (PF_PACKET, SOCK_RAW, htons (ETH_P_ALL))) < 0）

来直接访问数据链路层的方法在QNX系统上行不通，QNX官方推荐了两种访问数据链路层的方法，第一种是使用bpf接口，即我们本文所使用的。第二种是使用pfil hooks来直接操作io-net。见QNX帮助文档里的packet filter章节。



源代码如下：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <net/bpf.h>
#include <net/ethertypes.h>
#include <net/if_ether.h>
#include <unistd.h>           // close()
#include <string.h>           // strcpy, memset(), and memcpy()
#include <netdb.h>            // struct addrinfo
#include <sys/types.h>        // needed for socket(), uint8_t, uint16_t, uint32_t
#include <netinet/in.h>       // IPPROTO_ICMP, INET_ADDRSTRLEN
#include <netinet/ip.h>       // struct ip and IP_MAXPACKET (which is 65535)
#include <netinet/ip_icmp.h>  // struct icmp, ICMP_ECHO
#include <arpa/inet.h>        // inet_pton() and inet_ntop()
#include <sys/ioctl.h>        // macro ioctl is defined
#include <net/if.h>           // struct ifreq
#include <errno.h>            // errno, perror()
#define ETH_P_DEAN 0x8874 //自定义的以太网协议type
#static int bpf = 0;

int main(int argc, char **argv)
{
//---------------------------------------------------------------------------//数据包结构体定义

int  datalen,frame_length;
uint8_t data[IP_MAXPACKET];
uint8_t src_mac[6];
uint8_t dst_mac[6];;
uint8_t ether_frame[IP_MAXPACKET];
//-------------------------------------------------------------------------------
/* using BPF device */
char bpfname[16] = {"/dev/bpf\0"};
int i=0;

/* opening autocloning BFP device */
bpf = open(bpfname, O_RDWR);
if (bpf < 0){
/* no autocloning BPF found: fall back to iteration */
for(i=0; i<128; i++){
snprintf(bpfname, sizeof(bpfname), "/dev/bpf%d", i);
bpf = open(bpfname, O_RDWR);

if(bpf != -1)
break;
}if(bpf < 0){
printf("Error: could not open any /dev/bpf device.\n");
}
}
printf("Opened BPF device \"%s\"\n", bpfname);

/* binding with real interface */
const char* ifname = "wm0";
struct ifreq iface;
strncpy(iface.ifr_name, ifname, sizeof(ifname));
if( ioctl(bpf, BIOCSETIF, &iface) > 0){
printf("Could not bind %s to BPF\n", ifname);
}
printf("Associated with \"%s\"\n", ifname);
/* set immediate: returns on packet arrived instead of when buffer full */
int setimmediate = 1;
if( ioctl(bpf, BIOCIMMEDIATE, &setimmediate) == -1){
printf("Could set IO immediate");
}
/* set promiscuous mode */
//    int promiscuous = 1;
//    if( ioctl(bpf, BIOCPROMISC, &promiscuous) == -1){
//        printf("Could get disable BIOCPROMISC");
//    }

//---------------------------------------------------------------------------------------------------

// Set destination MAC address: you need to fill these out
dst_mac[0] = 0x10;
dst_mac[1] = 0x78;
dst_mac[2] = 0xd2;
dst_mac[3] = 0xc6;
dst_mac[4] = 0x2f;
dst_mac[5] = 0x89;
//---------------------------------------------------------------------------------------------------

src_mac[0] = 0x11;//设置目的网卡地址
src_mac[1] = 0x78;
src_mac[2] = 0xd2;
src_mac[3] = 0xc6;
src_mac[4] = 0x2f;
src_mac[5] = 0x89;

//---------------------------------------------------------------

datalen = 12;
data[0] = 'h';
data[1] = 'e';
data[2] = 'l';
data[3] = 'l';
data[4] = 'o';
data[5] = ' ';
data[6] = 'w';
data[7] = 'o';
data[8] = 'r';
data[9] = 'l';
data[10] = 'd';
data[11] = '!';
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------

frame_length = 6 + 6 + 2   + datalen;
// Destination and Source MAC addresses

memcpy (ether_frame, dst_mac, 6);
memcpy (ether_frame + 6, src_mac, 6);

ether_frame[12] = ETH_P_DEAN / 256;
ether_frame[13] = ETH_P_DEAN % 256;

// data  package
memcpy (ether_frame + 14 , data, datalen);
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
/* 进行数据包的读写    */

while(!stop)
{
write(bpf, ether_frame, frame_length);
printf("data package is sending!\n");

close(bpf);
return 0;
}
//----------------------------------------------------------------------------------------------

参考资料：

http://blog.chinaunix.net/uid-23069658-id-3280895.html

Linux网络编程：原始套接字的魔力【上】

http://blog.chinaunix.net/uid-23069658-id-3283534.html

Linux网络编程：原始套接字的魔力【下】

http://blog.csdn.net/dean_gdp/article/details/34088435

使用PF_PACKET和SOCK_RAW发送自定义type以太网数据包