详解sockaddr_ll 设备无关的物理层地址结构

本文详细解析了 sockaddr_ll 结构体,介绍了其各成员变量的功能及应用场景,包括地址族、上层协议类型、接口类型等,并列举了具体的定义与常量。

sockaddr_ll: 表示设备无关的物理层地址结构

定义:

  1. struct sockaddr_ll {  
  2.         unsigned short  sll_family;  
  3.         __be16          sll_protocol;  
  4.         int             sll_ifindex;  
  5.         unsigned short  sll_hatype;  
  6.         unsigned char   sll_pkttype;  
  7.         unsigned char   sll_halen;  
  8.         unsigned char   sll_addr[8];  
  9. };  
sll_family: 和sockaddr_in中的sa_family一样,地址族的意思。

sll_protocol: 表示上层的协议类型,有如下选择:

  1. 源文件为<linux/if_ether.h>  
  2. /* 
  3. * These are the defined Ethernet Protocol ID's. 
  4. */  
  5.   
  6. #define ETH_P_LOOP 0x0060 /* Ethernet Loopback packet */  
  7. #define ETH_P_PUP 0x0200 /* Xerox PUP packet */  
  8. #define ETH_P_PUPAT 0x0201 /* Xerox PUP Addr Trans packet */  
  9. #define ETH_P_IP 0x0800 /* Internet Protocol packet */  
  10. #define ETH_P_X25 0x0805 /* CCITT X.25 */  
  11. #define ETH_P_ARP 0x0806 /* Address Resolution packet */  
  12. #define ETH_P_BPQ 0x08FF /* G8BPQ AX.25 Ethernet Packet*/  
  13. #define ETH_P_IEEEPUP 0x0a00 /* Xerox IEEE802.3 PUP packet */  
  14. #define ETH_P_IEEEPUPAT 0x0a01 /* Xerox IEEE802.3 PUP Addr Trans packet */  
  15. #define ETH_P_DEC 0x6000 /* DEC Assigned proto */  
  16. #define ETH_P_DNA_DL 0x6001 /* DEC DNA Dump/Load */  
  17. #define ETH_P_DNA_RC 0x6002 /* DEC DNA Remote Console */  
  18. #define ETH_P_DNA_RT 0x6003 /* DEC DNA Routing */  
  19. #define ETH_P_LAT 0x6004 /* DEC LAT */  
  20. #define ETH_P_DIAG 0x6005 /* DEC Diagnostics */  
  21. #define ETH_P_CUST 0x6006 /* DEC Customer use */  
  22. #define ETH_P_SCA 0x6007 /* DEC Systems Comms Arch */  
  23. #define ETH_P_RARP 0x8035 /* Reverse Addr Res packet */  
  24. #define ETH_P_ATALK 0x809B /* Appletalk DDP */  
  25. #define ETH_P_AARP 0x80F3 /* Appletalk AARP */  
  26. #define ETH_P_IPX 0x8137 /* IPX over DIX */  
  27. #define ETH_P_IPV6 0x86DD /* IPv6 over bluebook */  
  28. #define ETH_P_PPP_DISC 0x8863 /* PPPoE discovery messages */  
  29. #define ETH_P_PPP_SES 0x8864 /* PPPoE session messages */  
  30. #define ETH_P_ATMMPOA 0x884c /* MultiProtocol Over ATM */  
  31. #define ETH_P_ATMFATE 0x8884 /* Frame-based ATM Transport  
  32. * over Ethernet  
  33. */  
一般是IP的话选ETH_P_IP。
sll_ifindex: 表示接口类型,源文件<linux/netdevice.h>,有如下选择:
  1. /* Media selection options. */  
  2. enum {  
  3. IF_PORT_UNKNOWN = 0,  
  4. IF_PORT_10BASE2,  
  5. IF_PORT_10BASET,  
  6. IF_PORT_AUI,  
  7. IF_PORT_100BASET,  
  8. IF_PORT_100BASETX,  
  9. IF_PORT_100BASEFX  
  10. };  
sll_hatype: ARP 硬件地址类型。可以选择,源文件为<net/if_arp.h>
  1. /* ARP protocol HARDWARE identifiers. */  
  2. #define ARPHRD_NETROM 0 /* From KA9Q: NET/ROM pseudo. */  
  3. #define ARPHRD_ETHER 1 /* Ethernet 10/100Mbps. */  
  4. #define ARPHRD_EETHER 2 /* Experimental Ethernet. */  
  5. #define ARPHRD_AX25 3 /* AX.25 Level 2. */  
  6. #define ARPHRD_PRONET 4 /* PROnet token ring. */  
  7. #define ARPHRD_CHAOS 5 /* Chaosnet. */  
  8. #define ARPHRD_IEEE802 6 /* IEEE 802.2 Ethernet/TR/TB. */  
  9. #define ARPHRD_ARCNET 7 /* ARCnet. */  
  10. #define ARPHRD_APPLETLK 8 /* APPLEtalk. */  
  11. #define ARPHRD_DLCI 15 /* Frame Relay DLCI. */  
  12. #define ARPHRD_ATM 19 /* ATM. */  
  13. #define ARPHRD_METRICOM 23 /* Metricom STRIP (new IANA id). */  
sll_pkttype:包含分组类型
有效的分组类型:
目标地址是本地主机的分组用的 PACKET_HOST,
物理层广播分组用的 PACKET_BROADCAST ,
发送到一个物理层多路广播地址的分组用的 PACKET_MULTICAST,
在混杂(promiscuous)模式下的设备驱动器发向其他主机的分组用的PACKET_OTHERHOST,
本源于本地主机的分组被环回到分组套接口用的 PACKET_OUTGOING。
这些类型只对接收到的分组有意义。
sll_addr 和 sll_halen: 包括物理层(例如 IEEE 802.3)地址和地址长度,精确的解释依赖于设备。
sll_halen 为MAC地址长度(6 bytes)
源文件<linux/if_ether.h>
  1. #define ETH_ALEN 6 /* Octets in one ethernet addr */  
  2. #define ETH_HLEN 14 /* Total octets in header. */  
  3. #define ETH_ZLEN 60 /* Min. octets in frame sans FCS */  
  4. #define ETH_DATA_LEN 1500 /* Max. octets in payload */  
  5. #define ETH_FRAME_LEN 1514 /* Max. octets in frame sans FCS */  
sll_addr[8] 为目的MAC地址(按sockaddr_in.sin_addr为目的IP地址推测)
详细注释#ifndef _ARP_REQUEST_H #define _ARP_REQUEST_H #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <sys/ioctl.h> #include <sys/socket.h> #include <arpa/inet.h> #include <netinet/in.h> #include <netinet/if_ether.h> #include <net/ethernet.h> #include <net/if_arp.h> #include <net/if.h> #include <netpacket/packet.h> /* 以太网帧首部长度 */ #define ETHER_HEADER_LEN sizeof(struct ether_header) /* 整个arp结构长度 */ #define ETHER_ARP_LEN sizeof(struct ether_arp) /* 以太网 + 整个arp结构长度 */ #define ETHER_ARP_PACKET_LEN ETHER_HEADER_LEN + ETHER_ARP_LEN /* IP地址长度 */ #define IP_ADDR_LEN 4 /* 广播地址 */ #define BROADCAST_ADDR {0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff} void err_exit(const char *err_msg); struct ether_arp *fill_arp_packet(const unsigned char *src_mac_addr, const char *src_ip, const char *dst_ip); void arp_request(const char *if_name, const char *dst_ip); #endif,,/* Copyright(c) * * file arp_request.c * brief This is a work of sending arp request. * * author Zhou Shijun * version 1.0.1 * date 24Aug28 * * history * * */ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <sys/ioctl.h> #include <sys/socket.h> #include <arpa/inet.h> #include <netinet/in.h> #include <netinet/if_ether.h> #include <net/ethernet.h> #include <net/if_arp.h> #include <net/if.h> #include <netpacket/packet.h> #include"arp_request.h" void err_exit(const char *err_msg) { perror(err_msg); exit(1); } /* 填充arp包 */ struct ether_arp *fill_arp_packet(const unsigned char *src_mac_addr, const char *src_ip, const char *dst_ip) { struct ether_arp *arp_packet; struct in_addr src_in_addr, dst_in_addr; unsigned char dst_mac_addr[ETH_ALEN] = BROADCAST_ADDR; /* IP地址转换 */ inet_pton(AF_INET, src_ip, &src_in_addr); inet_pton(AF_INET, dst_ip, &dst_in_addr); /* 整个arp包 */ arp_packet = (struct ether_arp *)malloc(ETHER_ARP_LEN); arp_packet->arp_hrd = htons(ARPHRD_ETHER); arp_packet->arp_pro = htons(ETHERTYPE_IP); arp_packet->arp_hln = ETH_ALEN; arp_packet->arp_pln = IP_ADDR_LEN; arp_packet->arp_op = htons(ARPOP_REQUEST); memcpy(arp_packet->arp_sha, src_mac_addr, ETH_ALEN); memcpy(arp_packet->arp_tha, dst_mac_addr, ETH_ALEN); memcpy(arp_packet->arp_spa, &src_in_addr, IP_ADDR_LEN); memcpy(arp_packet->arp_tpa, &dst_in_addr, IP_ADDR_LEN); return arp_packet; } /* arp请求 */ void arp_request(const char *if_name, const char *dst_ip) { struct sockaddr_ll saddr_ll; struct ether_header *eth_header; struct ether_arp *arp_packet; struct ifreq ifr; char buf[ETHER_ARP_PACKET_LEN]; unsigned char src_mac_addr[ETH_ALEN]; unsigned char dst_mac_addr[ETH_ALEN] = BROADCAST_ADDR; char *src_ip; int sock_raw_fd, ret_len, i; if ((sock_raw_fd = socket(PF_PACKET, SOCK_RAW, htons(ETH_P_ARP))) == -1) { err_exit("socket()"); } bzero(&saddr_ll, sizeof(struct sockaddr_ll)); bzero(&ifr, sizeof(struct ifreq)); /* 网卡接口名 */ memcpy(ifr.ifr_name, if_name, strlen(if_name)); /* 获取网卡接口索引 */ if (ioctl(sock_raw_fd, SIOCGIFINDEX, &ifr) == -1) { err_exit("ioctl() get ifindex"); } saddr_ll.sll_ifindex = ifr.ifr_ifindex; saddr_ll.sll_family = PF_PACKET; /* 获取网卡接口IP */ if (ioctl(sock_raw_fd, SIOCGIFADDR, &ifr) == -1) { err_exit("ioctl() get ip"); } src_ip = inet_ntoa(((struct sockaddr_in *)&(ifr.ifr_addr))->sin_addr); printf("local ip:%s\n", src_ip); /* 获取网卡接口MAC地址 */ if (ioctl(sock_raw_fd, SIOCGIFHWADDR, &ifr)) { err_exit("ioctl() get mac"); } memcpy(src_mac_addr, ifr.ifr_hwaddr.sa_data, ETH_ALEN); printf("local mac"); for (i = 0; i < ETH_ALEN; i++) { printf(":%0x", src_mac_addr[i]); } printf("\n"); bzero(buf, ETHER_ARP_PACKET_LEN); /* 填充以太首部 */ eth_header = (struct ether_header *)buf; memcpy(eth_header->ether_shost, src_mac_addr, ETH_ALEN); memcpy(eth_header->ether_dhost, dst_mac_addr, ETH_ALEN); eth_header->ether_type = htons(ETHERTYPE_ARP); /* arp包 */ arp_packet = fill_arp_packet(src_mac_addr, src_ip, dst_ip); memcpy(buf + ETHER_HEADER_LEN, arp_packet, ETHER_ARP_LEN); /* 发送请求 */ ret_len = sendto(sock_raw_fd, buf, ETHER_ARP_PACKET_LEN, 0, (struct sockaddr *)&saddr_ll, sizeof(struct sockaddr_ll)); if (ret_len > 0) { printf("Send successfully!\n"); } close(sock_raw_fd); } LOCAL void arp_request_main(int argc, const char *argv[]) { if (argc != 3) { printf("usage:%s device_name dst_ip\n", argv[0]); exit(1); } arp_request(argv[1], argv[2]); return 0; } NSD_INIT(arp_request_main);
08-27
`sockaddr_ll` 结构体用于在数据链路层进行原始套接字(raw socket)编程,常用于处理以太网帧等底层网络数据。该结构体定义了与链路层地址相关的字段,例如以太网设备的类型、地址等信息。 在 Linux 系统中,`sockaddr_ll` 结构体的定义位于头文件 `<linux/if_link.h>` 中[^1]。该头文件通常用于与链路层相关的网络编程,特别是在使用 `SOCK_PACKET` 或 `SOCK_RAW` 类型的套接字时。 ### `sockaddr_ll` 结构体定义 ```c struct sockaddr_ll { unsigned short sll_family; // AF_PACKET unsigned short sll_protocol; // 协议类型(例如 ETH_P_IP) int sll_ifindex; // 接口索引 unsigned short sll_hatype; // 硬件地址类型 unsigned char sll_pkttype; // 数据包类型(例如 PACKET_HOST) unsigned char sll_halen; // 硬件地址长度 unsigned char sll_addr[8]; // 硬件地址(例如 MAC 地址) }; ``` ### 使用场景 - **sll_family**:通常设置为 `AF_PACKET`,表示使用 `sockaddr_ll` 地址族。 - **sll_protocol**:指定接收或发送数据包的协议类型,例如 `htons(ETH_P_IP)` 表示 IPv4 协议。 - **sll_ifindex**:指定网络接口的索引值,可以通过 `if_nametoindex()` 函数获取。 - **sll_hatype**:硬件地址类型,例如 `ARPHRD_ETHER` 表示以太网。 - **sll_pkttype**:数据包类型,例如 `PACKET_HOST` 表示发往本机的数据包。 - **sll_halen**:硬件地址长度,通常为 6 字节(MAC 地址)。 - **sll_addr**:存储硬件地址(如 MAC 地址)的数组。 ### 示例代码 以下是一个使用 `sockaddr_ll` 结构体的简单示例,用于创建原始套接字并绑定到特定网络接口: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <sys/socket.h> #include <linux/if_packet.h> #include <linux/if_ether.h> #include <net/if.h> #include <linux/if_link.h> int main() { int sockfd; struct sockaddr_ll addr; char interface[] = "eth0"; // 创建原始套接字 sockfd = socket(AF_PACKET, SOCK_RAW, htons(ETH_P_ALL)); if (sockfd < 0) { perror("Socket creation failed"); exit(EXIT_FAILURE); } // 获取接口索引 addr.sll_ifindex = if_nametoindex(interface); if (addr.sll_ifindex == 0) { perror("Interface index lookup failed"); close(sockfd); exit(EXIT_FAILURE); } // 初始化地址结构 addr.sll_family = AF_PACKET; addr.sll_protocol = htons(ETH_P_ALL); addr.sll_hatype = ARPHRD_ETHER; addr.sll_pkttype = PACKET_HOST; addr.sll_halen = ETH_ALEN; // 绑定套接字到指定接口 if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr)) < 0) { perror("Bind failed"); close(sockfd); exit(EXIT_FAILURE); } printf("Socket bound to interface %s\n", interface); close(sockfd); return 0; } ``` ###
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