c - c ソケットプログラミングを使用した arp 要求と応答

Question

Linux (Ubuntu)で c プログラミングを使用して arp パケットを送受信しようとしていますが、
プログラムは正常に動作します (エラーなしで実行されます) が、Wireshark を使用してパケットを追跡できません。

ソースコード:

#include <sys/socket.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/time.h>

#include <asm/types.h>

#include <math.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>

#include <linux/if_packet.h>
#include <linux/if_ether.h>
#include <linux/if_arp.h>

#define BUF_SIZE 42
#define DEVICE "eth0"
#define ETH_P_NULL 0x0
#define ETH_MAC_LEN ETH_ALEN
#define ETH_ARP 0x0806

int s = 0; /*Socketdescriptor*/
void* buffer = NULL;
long total_packets = 0;
long answered_packets = 0;

void sigint(int signum);

struct __attribute__((packed)) arp_header
{
    unsigned short arp_hd;
    unsigned short arp_pr;
    unsigned char arp_hdl;
    unsigned char arp_prl;
    unsigned short arp_op;
    unsigned char arp_sha[6];
    unsigned char arp_spa[4];
    unsigned char arp_dha[6];
    unsigned char arp_dpa[4];
};
int main(void) {
    buffer = (void*)malloc(BUF_SIZE); /*Buffer for Ethernet Frame*/
    unsigned char* etherhead = buffer;  /*Pointer to Ethenet Header*/
    struct ethhdr *eh = (struct ethhdr *)etherhead; /*Another pointer to
                                                    ethernet header*/
    unsigned char* arphead = buffer + 14;
    struct arp_header *ah;
    unsigned char src_mac[6];    /*our MAC address*/

    struct ifreq ifr;
    struct sockaddr_ll socket_address;
    int ifindex = 0;     /*Ethernet Interface index*/
    int i;
    int length;  /*length of received packet*/
    int sent;

    printf("Server started, entering initialiation phase...\n");

    /*open socket*/
    s = socket(AF_PACKET, SOCK_RAW, htons(ETH_P_ALL));
    if (s == -1) {
        perror("socket():");
        exit(1);
    }
    printf("Successfully opened socket: %i\n", s);

    /*retrieve ethernet interface index*/
    strncpy(ifr.ifr_name, DEVICE, IFNAMSIZ);
    if (ioctl(s, SIOCGIFINDEX, &ifr) == -1) {
        perror("SIOCGIFINDEX");
        exit(1);
    }
    ifindex = ifr.ifr_ifindex;
    printf("Successfully got interface index: %i\n", ifindex);

    /*retrieve corresponding MAC*/
    if (ioctl(s, SIOCGIFHWADDR, &ifr) == -1) {
        perror("SIOCGIFINDEX");
        exit(1);
    }
    for (i = 0; i < 6; i++) {
        src_mac[i] = ifr.ifr_hwaddr.sa_data[i];
    }
    printf("Successfully got our MAC address: %02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X\n",
        src_mac[0],src_mac[1],src_mac[2],src_mac[3],src_mac[4],src_mac[5]);

    /*prepare sockaddr_ll*/
    socket_address.sll_family = PF_PACKET;
    socket_address.sll_protocol = htons(ETH_P_IP);
    socket_address.sll_ifindex = ifindex;
    socket_address.sll_hatype = ARPHRD_ETHER;
    socket_address.sll_pkttype = PACKET_OTHERHOST;
    socket_address.sll_halen = 0;
    socket_address.sll_addr[6] = 0x00;
    socket_address.sll_addr[7] = 0x00;
    /*establish signal handler*/
    signal(SIGINT, sigint);
    printf("Successfully established signal handler for SIGINT\n");
    printf("We are in production state, waiting for incoming packets....\n");

    while (1) {
        /*Wait for incoming packet...*/
        length = recvfrom(s, buffer, BUF_SIZE, 0, NULL, NULL);
        if (length == -1)
        {
            perror("recvfrom():");
            exit(1);
        }
        if(htons(eh->h_proto) == 0x806)
        {

            unsigned char buf_arp_dha[6];
            unsigned char buf_arp_dpa[4];

            ah = (struct arp_header *)arphead;
            if(htons(ah->arp_op) != 0x0001)
                continue;
            printf("buffer is---------------- %s \n",(char*)ah);
            printf("H/D TYPE : %x PROTO TYPE : %x \n",ah->arp_hd,ah->arp_pr);
            printf("H/D leng : %x PROTO leng : %x \n",ah->arp_hdl,ah->arp_prl);
            printf("OPERATION : %x \n", ah->arp_op);
            printf("SENDER MAC address: %02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X\n",
                ah->arp_sha[0],
                ah->arp_sha[1],
                ah->arp_sha[2],
                ah->arp_sha[3],
                ah->arp_sha[4],
                ah->arp_sha[5]
            );
            printf("SENDER IP address: %02d:%02d:%02d:%02d\n",
                ah->arp_spa[0],
                ah->arp_spa[1],
                ah->arp_spa[2],
                ah->arp_spa[3]
            );
            if(ah->arp_spa[0]==10&&ah->arp_spa[1]==00&&ah->arp_spa[2]==00&&ah->arp_spa[3]==01)
            {
                printf("Sender ip is .............bam bam..........................................\n");
                system("sudo arp -s 10.0.0.1  00:1e:73:91:04:0d");
            }
            printf("TARGET MAC address: %02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X\n",
                ah->arp_dha[0],
                ah->arp_dha[1],
                ah->arp_dha[2],
                ah->arp_dha[3],
                ah->arp_dha[4],
                ah->arp_dha[5]
            );
            printf("TARGET IP address: %02d:%02d:%02d:%02d\n",
                ah->arp_dpa[0],
                ah->arp_dpa[1],
                ah->arp_dpa[2],
                ah->arp_dpa[3]
            );

            printf("+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++\n" );
            printf("ETHER DST MAC address: %02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X\n",
                eh->h_dest[0],
                eh->h_dest[1],
                eh->h_dest[2],
                eh->h_dest[3],
                eh->h_dest[4],
                eh->h_dest[5]
            );
            printf("ETHER SRC MAC address: %02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X\n",
                eh->h_source[0],
                eh->h_source[1],
                eh->h_source[2],
                eh->h_source[3],
                eh->h_source[4],
                eh->h_source[5]
            );
            memcpy( (void*)etherhead, (const void*)(etherhead+ETH_MAC_LEN),
                ETH_MAC_LEN);
            memcpy( (void*)(etherhead+ETH_MAC_LEN), (const void*)src_mac,
                ETH_MAC_LEN);
            eh->h_proto = ETH_ARP;
            printf("&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& \n");
            printf("ETHER DST MAC address: %02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X\n",
                eh->h_dest[0],
                eh->h_dest[1],
                eh->h_dest[2],
                eh->h_dest[3],
                eh->h_dest[4],
                eh->h_dest[5]
            );
            printf("ETHER SRC MAC address: %02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X\n",
                eh->h_source[0],
                eh->h_source[1],
                eh->h_source[2],
                eh->h_source[3],
                eh->h_source[4],
                eh->h_source[5]
            );
            ah->arp_hd = ntohs(ah->arp_hd);
            ah->arp_pr = ntohs(ah->arp_pr);

            ah->arp_op = 0x0002;

            buf_arp_dpa[0] = ah->arp_dpa[0];
            buf_arp_dpa[1] = ah->arp_dpa[1];
            buf_arp_dpa[2] = ah->arp_dpa[2];
            buf_arp_dpa[3] = ah->arp_dpa[3];

            ah->arp_dha[0] = ah->arp_sha[0];
            ah->arp_dha[1] = ah->arp_sha[1];
            ah->arp_dha[2] = ah->arp_sha[2];
            ah->arp_dha[3] = ah->arp_sha[3];
            ah->arp_dha[4] = ah->arp_sha[4];
            ah->arp_dha[5] = ah->arp_sha[5];

            ah->arp_dpa[0] = ah->arp_spa[0];
            ah->arp_dpa[1] = ah->arp_spa[1];
            ah->arp_dpa[2] = ah->arp_spa[2];
            ah->arp_dpa[3] = ah->arp_spa[3];

            ah->arp_spa[0] = buf_arp_dpa[0];
            ah->arp_spa[1] = buf_arp_dpa[1];
            ah->arp_spa[2] = buf_arp_dpa[2];
            ah->arp_spa[3] = buf_arp_dpa[3];
            //change the sender mac address
            ah->arp_sha[0] = 0x00;
            ah->arp_sha[1] = 0x1e;
            ah->arp_sha[2] = 0x73;
            ah->arp_sha[3] = 0x78;
            ah->arp_sha[4] = 0x9a;
            ah->arp_sha[5] = 0x0d;

            socket_address.sll_addr[0] = eh->h_dest[0];
            socket_address.sll_addr[1] = eh->h_dest[1];
            socket_address.sll_addr[2] = eh->h_dest[2];
            socket_address.sll_addr[3] = eh->h_dest[3];
            socket_address.sll_addr[4] = eh->h_dest[4];
            socket_address.sll_addr[5] = eh->h_dest[5];
            printf("=======================================\n" );
            printf("SENDER MAC address: %02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X\n",
                ah->arp_sha[0],
                ah->arp_sha[1],
                ah->arp_sha[2],
                ah->arp_sha[3],
                ah->arp_sha[4],
                ah->arp_sha[5]
            );
            printf("SENDER IP address: %02d:%02d:%02d:%02d\n",
                ah->arp_spa[0],
                ah->arp_spa[1],
                ah->arp_spa[2],
                ah->arp_spa[3]
            );
            if((ah->arp_spa[0]==10 && ah->arp_spa[1]==0 && ah->arp_spa[2]==0 && ah->arp_spa[3]==1))
                printf("------------------------------------------10.0.0.1-----------------------------------------\n");
            printf("TARGET MAC address: %02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X\n",
                ah->arp_dha[0],
                ah->arp_dha[1],
                ah->arp_dha[2],
                ah->arp_dha[3],
                ah->arp_dha[4],
                ah->arp_dha[5]
            );
            printf("TARGET IP address: %02d:%02d:%02d:%02d\n",
                ah->arp_dpa[0],
                ah->arp_dpa[1],
                ah->arp_dpa[2],
                ah->arp_dpa[3]
            );
            printf("H/D TYPE : %x PROTO TYPE : %x \n",ah->arp_hd,ah->arp_pr);
            printf("H/D leng : %x PROTO leng : %x \n",ah->arp_hdl,ah->arp_prl);
            printf("OPERATION : %x \n", ah->arp_op);

            sent = sendto(s, buffer, BUF_SIZE, 0, (struct
                sockaddr*)&socket_address, sizeof(socket_address));
            if (sent == -1)
            {
                perror("sendto():");
                exit(1);
            }

            answered_packets++;

        }

        total_packets++;

    }
}

void sigint(int signum) {
    /*Clean up.......*/

    struct ifreq ifr;

    if (s == -1)
        return;

    strncpy(ifr.ifr_name, DEVICE, IFNAMSIZ);
    ioctl(s, SIOCGIFFLAGS, &ifr);
    ifr.ifr_flags &= ~IFF_PROMISC;
    ioctl(s, SIOCSIFFLAGS, &ifr);
    close(s);

    free(buffer);

    printf("Server terminating....\n");

    printf("Totally received: %ld packets\n", total_packets);
    printf("Answered %ld packets\n", answered_packets);
    exit(0);
}

score 10 · Accepted Answer

有線/無線でパケットを取得するためのいくつかのこと。

arp 応答の適切な .sll_protocol は ETH_P_ARP です。<linux/if_ether.h>
ah->arp_op の設定時にエンディアンに誤りがありました。これは 2 オクテットのネットワークバイトオーダーフィールドなので、htons() を使用します。
一般に、コードはネットワークとホストのバイトオーダーについて少し混乱しています。現在、非常に壊れた応答を送信していますが、それがコードの悪意なのか、それとも偶然なのか、私にはわかりません。実際の正しい IP アドレスを送信する場合は、応答を作成するときに htonl と htons を使用します。

エンディアンを修正するには:

適切に含める<arpa/inet.h>
常に htons()、htonl()、ntohs()、および ntohl() を使用してください。それらの実装により、プラットフォームで必要ない場合は NOP になります。
ホストから送出するデータを設定するときは必ず hton*() で処理する
ネットワークからのデータを解釈するときは、ローカル変数と比較する前に必ず ntoh*() を実行してください。

要約すると、私が行った変更は 1) .sll_protocol = htons(ETH_P_ARP) でした。(データ送信時) 2) ah->arp_op = htons(ARPOP_REPLY) (応答 arp 内) 3) ah->arp_hd および ah->arp_pr の無意味な ntohs() を削除しました。送信バッファに入力するときに、データをホストのバイトオーダーに変換したくありません (本当に実際に行う場合を除きます)。 4) 比較の一部に ntohs() 変換と適切な定義を追加しました。 (「すど...」)!

ペーストビンの完全なコード。ここに違いがあります：

thuovila@glx:~/src/so/arp$ diff arp2.c arp_orig.c 
13d12
< #include <arpa/inet.h>
20c19
< #define DEVICE "eth1"
---
> #define DEVICE "eth0"
25c24
< int s = -1; /*Socketdescriptor*/
---
> int s = 0; /*Socketdescriptor*/
92c91
<       socket_address.sll_protocol = htons(ETH_P_ARP);
---
>       socket_address.sll_protocol = htons(ETH_P_IP);
95c94
<       socket_address.sll_pkttype = 0; //PACKET_OTHERHOST;
---
>       socket_address.sll_pkttype = PACKET_OTHERHOST;
112c111
<               if(ntohs(eh->h_proto) == ETH_P_ARP)
---
>               if(htons(eh->h_proto) == 0x806)
119c118
<                               if(ntohs(ah->arp_op) != ARPOP_REQUEST)
---
>                               if(htons(ah->arp_op) != 0x0001)
139d137
<                               #if 0
145d142
<                               #endif
182c179
<                               eh->h_proto = htons(ETH_P_ARP);
---
>                               eh->h_proto = ETH_ARP;
200,201c197,198
<                               //ah->arp_hd = ntohs(ah->arp_hd);
<                               //ah->arp_pr = ntohs(ah->arp_pr);
---
>                               ah->arp_hd = ntohs(ah->arp_hd);
>                               ah->arp_pr = ntohs(ah->arp_pr);
203c200
<                               ah->arp_op = htons(ARPOP_REPLY);
---
>                               ah->arp_op = 0x0002;

EDITいくつかのWiresharkのアドバイス。ether proto 0x0806 (略してarp ) をキャプチャします。パケットをキャプチャする疑似デバイスを使用します。パケットが表示されるはずです。

Linux で、ネットワークスタックの干渉を停止するには、次を使用します: echo "8" > /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore

編集 #2 ETH_P_ARP について完全にはわかりません。私の勝手な判断だったのかもしれません。ETH_P_IP の使用は ARP ヘッダーフィールドで正しいですが、パケットソケット sll_protocol にどれを使用すればよいかわかりません。socket_address.sll_pkttype = PACKET_OTHERHOST;また、送信時には影響がないことに注意してください (man 7 packet を参照)。また、コンパイルフラグとして少なくとも-Wall (gcc または clang を使用する場合)を常に使用する必要があるという必須の SO 観察。

編集 #3プログラムをもう少し変更しました。それに応じて回答と差分を更新しました。驚くべきことに、.sll_protocol は ETH_P_ARP である必要があるようです。man 7 パケットの私のコピーは、それが何かに使用されるとさえ言っていませんが、パケットはそれなしでは ARP としてネットワーク上に出ません。

score 5 · Accepted Answer

私はこれが非常に古い投稿であることを知っています。このコードは私を大いに助けました。ARP 要求を IP に送信し、応答から MAC アドレスを抽出するようにコードを変更しました。私のコードの下に見つけてください

#include <sys/socket.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/time.h>

#include <asm/types.h>

#include <math.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>

#include <linux/if_packet.h>
#include <linux/if_ether.h>
#include <linux/if_arp.h>

#define PROTO_ARP 0x0806
#define ETH2_HEADER_LEN 14
#define HW_TYPE 1
#define PROTOCOL_TYPE 0x800
#define MAC_LENGTH 6
#define IPV4_LENGTH 4
#define ARP_REQUEST 0x01
#define ARP_REPLY 0x02
#define BUF_SIZE 60

struct arp_header
{
        unsigned short hardware_type;
        unsigned short protocol_type;
        unsigned char hardware_len;
        unsigned char  protocol_len;
        unsigned short opcode;
        unsigned char sender_mac[MAC_LENGTH];
        unsigned char sender_ip[IPV4_LENGTH];
        unsigned char target_mac[MAC_LENGTH];
        unsigned char target_ip[IPV4_LENGTH];
};

int main()
{
        int sd;
        unsigned char buffer[BUF_SIZE];
        unsigned char source_ip[4] = {10,222,190,160};
        unsigned char target_ip[4] = {10,222,190,139};
        struct ifreq ifr;
        struct ethhdr *send_req = (struct ethhdr *)buffer;
        struct ethhdr *rcv_resp= (struct ethhdr *)buffer;
        struct arp_header *arp_req = (struct arp_header *)(buffer+ETH2_HEADER_LEN);
        struct arp_header *arp_resp = (struct arp_header *)(buffer+ETH2_HEADER_LEN);
        struct sockaddr_ll socket_address;
        int index,ret,length=0,ifindex;

memset(buffer,0x00,60);
        /*open socket*/
        sd = socket(AF_PACKET, SOCK_RAW, htons(ETH_P_ALL));
        if (sd == -1) {
                perror("socket():");
                exit(1);
        }
        strcpy(ifr.ifr_name,"eth1.30");
    /*retrieve ethernet interface index*/
    if (ioctl(sd, SIOCGIFINDEX, &ifr) == -1) {
        perror("SIOCGIFINDEX");
        exit(1);
    }
    ifindex = ifr.ifr_ifindex;
printf("interface index is %d\n",ifindex);

        /*retrieve corresponding MAC*/
        if (ioctl(sd, SIOCGIFHWADDR, &ifr) == -1) {
                perror("SIOCGIFINDEX");
                exit(1);
        }
close (sd);

        for (index = 0; index < 6; index++)
        {

                send_req->h_dest[index] = (unsigned char)0xff;
                arp_req->target_mac[index] = (unsigned char)0x00;
                /* Filling the source  mac address in the header*/
                send_req->h_source[index] = (unsigned char)ifr.ifr_hwaddr.sa_data[index];
                arp_req->sender_mac[index] = (unsigned char)ifr.ifr_hwaddr.sa_data[index];
                socket_address.sll_addr[index] = (unsigned char)ifr.ifr_hwaddr.sa_data[index];
        }
        printf("Successfully got eth1 MAC address: %02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X\n",
                        send_req->h_source[0],send_req->h_source[1],send_req->h_source[2],
                        send_req->h_source[3],send_req->h_source[4],send_req->h_source[5]);
        printf(" arp_reqMAC address: %02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X\n",
                        arp_req->sender_mac[0],arp_req->sender_mac[1],arp_req->sender_mac[2],
                        arp_req->sender_mac[3],arp_req->sender_mac[4],arp_req->sender_mac[5]);
        printf("socket_address MAC address: %02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X\n",
                        socket_address.sll_addr[0],socket_address.sll_addr[1],socket_address.sll_addr[2],
                        socket_address.sll_addr[3],socket_address.sll_addr[4],socket_address.sll_addr[5]);

        /*prepare sockaddr_ll*/
        socket_address.sll_family = AF_PACKET;
        socket_address.sll_protocol = htons(ETH_P_ARP);
        socket_address.sll_ifindex = ifindex;
        socket_address.sll_hatype = htons(ARPHRD_ETHER);
        socket_address.sll_pkttype = (PACKET_BROADCAST);
        socket_address.sll_halen = MAC_LENGTH;
        socket_address.sll_addr[6] = 0x00;
        socket_address.sll_addr[7] = 0x00;

        /* Setting protocol of the packet */
        send_req->h_proto = htons(ETH_P_ARP);

        /* Creating ARP request */
        arp_req->hardware_type = htons(HW_TYPE);
        arp_req->protocol_type = htons(ETH_P_IP);
        arp_req->hardware_len = MAC_LENGTH;
        arp_req->protocol_len =IPV4_LENGTH;
        arp_req->opcode = htons(ARP_REQUEST);
        for(index=0;index<5;index++)
        {
                arp_req->sender_ip[index]=(unsigned char)source_ip[index];
                arp_req->target_ip[index]=(unsigned char)target_ip[index];
        }
  // Submit request for a raw socket descriptor.
  if ((sd = socket (PF_PACKET, SOCK_RAW, htons (ETH_P_ALL))) < 0) {
    perror ("socket() failed ");
    exit (EXIT_FAILURE);
  }

buffer[32]=0x00;
        ret = sendto(sd, buffer, 42, 0, (struct  sockaddr*)&socket_address, sizeof(socket_address));
        if (ret == -1)
        {
                perror("sendto():");
                exit(1);
        }
        else
        {
                printf(" Sent the ARP REQ \n\t");
                for(index=0;index<42;index++)
                {
                        printf("%02X ",buffer[index]);
                        if(index % 16 ==0 && index !=0)
                        {printf("\n\t");}
                }
        }
printf("\n\t");
        memset(buffer,0x00,60);
        while(1)
        {
                length = recvfrom(sd, buffer, BUF_SIZE, 0, NULL, NULL);
                if (length == -1)
                {
                        perror("recvfrom():");
                        exit(1);
                }
                if(htons(rcv_resp->h_proto) == PROTO_ARP)
                {
                        //if( arp_resp->opcode == ARP_REPLY )
                        printf(" RECEIVED ARP RESP len=%d \n",length);
                        printf(" Sender IP :");
                        for(index=0;index<4;index++)
                                printf("%u.",(unsigned int)arp_resp->sender_ip[index]);

                        printf("\n Sender MAC :");
                        for(index=0;index<6;index++)
                                printf(" %02X:",arp_resp->sender_mac[index]);

                        printf("\nReceiver  IP :");
                        for(index=0;index<4;index++)
                                printf(" %u.",arp_resp->target_ip[index]);

                        printf("\n Self MAC :");
                        for(index=0;index<6;index++)
                                printf(" %02X:",arp_resp->target_mac[index]);

                        printf("\n  :");

                        break;
                }
        }

        return 0;
}

Arun Kumar Pにもう一度感謝します

c - c ソケット プログラミングを使用した arp 要求と応答

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Reference

c - c ソケットプログラミングを使用した arp 要求と応答