AF_PACKET 和以太网

Question

我很困惑 AF_PACKET 套接字系列（用于 SOCK_RAW 套接字）与以太网 (IEEE 802.3) 的具体关系。

到目前为止我的理解：

• 我了解 OSI 模型以及第 2 层技术如何 以太网适合该模型。

• 我了解AF_PACKET 可以与SOCK_RAW 套接字一起使用 接收包含 14 字节以太网报头的数据报，后跟一些 其他更高层协议头，例如 IPv4、IPv6 等， 后跟可选的传输层协议，如 TCP，以及 最后是一个有效载荷。

• 我知道您可以将 ETH_P_ALL 或 ETH_P_IP 等标志传递为 socket 的协议参数让内核过滤数据包 对您来说，只向您发送包含特定标头的数据包 输入。

• 我了解使用AF_PACKET 系列创建的套接字可以接收或发送到sockaddr_ll 类型的端点，该端点与特定的 MAC 地址（EUI-48 地址）以及特定的网络接口（例如eth0 或其他）。

我不明白的地方：

• 我不明白 AF_PACKET 是否应该专门用于以太网设备，而不是其他第 2 层技术，例如 Wifi、蓝牙、令牌环、Infiniband 等。

• 我不明白以太网设备与使用 14 字节以太网标头的第 2 层协议之间的关系。以太网报头是 14 字节，可以定义为：struct eth_hdr { char dest_address[6]; char source_address[6]; uint16_t ethertype; }; 换句话说，这个报头是否只用于物理以太网设备？答案似乎是否，因为如果我在环回接口上使用AF_PACKET，我仍然会收到包含14 字节以太网标头 的数据包。但环回不是以太网设备。那么为什么它会收到包含以太网头的数据包呢？

• 如果AF_PACKET 可以与非以太网设备一起使用，ETH_P_ALL 协议标志是否指示仅接受专门具有 14 字节以太网标头的数据包？

我的问题：

使用AF_PACKET 是否意味着您可以保证总是接收带有 14 字节以太网标头的数据包？

如果是这样，这是否也意味着AF_PACKET 仅用于以太网设备（与其他第 2 层技术相反，如 Wifi、令牌环、蓝牙、Infiniband 等）？

如果这两个问题的答案是否，那么应用程序如何以编程方式确定在AF_PACKET 套接字上接收数据报时期望的第 2 层标头类型？

Answer 1

警告：这来自于蚕食我为使用 PF_PACKET 的生产软件编写的一些代码，该代码仅用于以太网，因此它可能不完整/不准确。

你正在使用ETH_P_ALL，它将给你任何东西。但是，有许多ETH_P_* 符号可供选择（例如ETH_P_802_3_MIN）。

绑定/选择不仅基于socket 调用，还基于给定的接口。

首先，您需要从ifconfig 获得的列表中所需的接口名称（例如eth0）。

然后，使用接口名称中的ioctl(SIOCGIFINDEX,...) 获取接口index [或者，您可以将其硬编码为ifconfig 将按索引顺序打印出来]。

然后，根据接口索引，bind 到该接口。

既然你知道接口的类型（例如你选择了eth0或wifi等），那么你应该能够消化物理层头，因为你知道它是否是struct eth_hdr。

请注意，还有许多其他SIOCGIF* ioctl，您可以使用它们来获取接口列表和其他信息，这些信息可以让您辨别接口类型[以及预期的物理标头]。

无论如何，这是我所做的一些示例代码：

int
init(const char *intf)
// intf -- interface name (e.g. eth0, etc. -- whatever comes from ifconfig)
{
    int err;

#if 1
    int styp = SOCK_RAW;
#else
    int styp = SOCK_DGRAM;
#endif

    int netsock = socket(PF_PACKET,styp,htons(ETH_P_ALL));

    struct ifreq ifr;
    memset(&ifr,0,sizeof(ifr));
    strncpy(ifr.ifr_name,intf,sizeof(ifr.ifr_name));

    // get the index number of the interface
    err = ioctl(netsock,SIOCGIFINDEX,&ifr);
    if (err < 0)
        do_whatever;

    printf("init: IFRIDX ifr_ifindex=%d\n",ifr.ifr_ifindex);
    int ifidx = ifr.ifr_ifindex;

    struct sockaddr_ll addr;
    addr.sll_family = AF_PACKET;
    addr.sll_protocol = htons(ETH_P_ALL);
    addr.sll_ifindex = ifidx;

    err = bind(netsock,(struct sockaddr *) &addr,
        sizeof(struct sockaddr_ll));
    if (err < 0)
        do_whatever;

    return netsock;
}