Question

我正在使用UDP套接字发送数据包，我想检查接收数据包的IP头中的TTL字段。可能吗？

我注意到IP_HDRINCL sockoption但它似乎只适用于RAW套接字。

Answer 1

您可以使用recvmsg()界面获取该信息。首先，您需要告诉系统您要访问此信息：

int yes = 1;
setsockopt(soc, IPPROTO_IP, IP_RECVTTL, &yes, sizeof(yes));

然后准备接收缓冲区：

// Note that IP packets can be fragmented and 
// thus larger than the MTU. In theory they can 
// be up to UINT16_MAX bytes long!
const size_t largestPacketExpected = 1500;
uint8_t buffer[largestPacketExpected];
struct iovec iov[1] = { { buffer, sizeof(buffer) } };

如果您还想知道数据包的来源（使用recvfrom()而不是recv()时也会得到），您还需要存储该地址：< / p>

// sockaddr_storage is big enough for any socket address your system
// supports, like sockaddr_in or sockaddr_in6, etc.
struct sockaddr_storage sourceAddress;

最后，您需要存储控制数据。每个控制数据项都有一个固定大小的头（struct cmsghdr），在大多数系统上大小为12字节，其次是有效载荷数据，其大小和解释取决于控制项的类型。在您的情况下，有效负载数据只是一个字节，即TTL值。但是，有一些必须考虑的对齐要求，所以你不能只保留13个字节，实际上你的缓冲区需要在大多数系统上更大，这就是系统为此提供一个方便的宏的原因： / p>

uint8_t ctrlDataBuffer[CMSG_SPACE(sizeof(uint8_t))];

如果您想要检索多个控制数据项，您可以像这样定义缓冲区：

uint8_t ctrlDataBuffer[
    CMSG_SPACE(x) 
    + CMSG_SPACE(y) 
    + CMSG_SPACE(z) 
];

x，y和z是返回的有效负载数据的大小。 CMSG_SPACE(0)返回没有任何其他有效负载数据的普通标头的大小，它应该等于sizeof(struct cmsghdr)。但在您的情况下，有效载荷数据只是一个字节。

现在你需要把所有这些放在一起struct msghdr：

struct msghdr hdr = {
    .msg_name = &srcAddress,
    .msg_namelen = sizeof(srcAddress),
    .msg_iov = iov,
    .msg_iovlen = 1,
    .msg_control = ctrlDataBuffer,
    .msg_controllen = sizeof(ctrlDataBuffer)
};

请注意，您可以将您不感兴趣的所有字段设置为NULL（指针）或0（长度）。如果您愿意，您只能检索源地址，或仅检索数据包有效负载或仅检索控制数据以及这三者的任意组合。

最后你可以从套接字中读取：

ssize_t bytesReceived = recvmsg(soc, &hdr, 0);

返回值与recv()类似，-1表示错误，0表示另一方已关闭流（但只有在TCP情况下才可以，并且您无法检索TCP的TTL套接字），否则你得到写入buffer的字节数。

如何处理srcAddress？

if (srcAddress.ss_family == AF_INET) {
    struct sockaddr_in * saV4 = (struct sockaddr_in *)&scrAddress;
    // ...

} else if (srcAddress.ss_family == AF_INET6) {
    struct sockaddr_in6 * saV6 = (struct sockaddr_in6 *)&scrAddress;
    // ...

} // and so on

好的，但现在控制数据怎么样？您需要按如下所示进行处理：

int ttl = -1;
struct cmsghdr * cmsg = CMSG_FIRSTHDR(&hdr); 
for (; cmsg; cmsg = CMSG_NXTHDR(&hdr, cmsg)) {
    if (cmsg->cmsg_level == IPPROTO_IP
        && cmsg->cmsg_type == IP_RECVTTL
    ) {
        uint8_t * ttlPtr = (uint8_t *)CMSG_DATA(cmsg);
        ttl = *ttlPtr;
        break;
    }
}
// ttl is now either the real ttl or -1 if something went wrong

CMSG_DATA()宏为您提供了一个指向实际控制数据有效负载的正确对齐指针。同样，可能存在内存消耗要求的填充，因此永远不要尝试直接访问数据。

此方法优于使用原始套接字的优点是：

此代码不需要root权限。
sendmsg()比原始套接字更便携。
套接字是普通的UDP套接字，其行为与任何其他UDP套接字一样。

有关您可以通过这种方式获得的其他信息的更多信息，您需要查看操作系统的API文档（例如ip的手册页）。例如，这里是the man page from OpenBSD的链接。请注意，您还可以获取有关其他＆＃34;等级＆＃34;的信息。（例如SOL_SOCKET），记录在该级别的手册页上。

哦，如果你想知道，CMSG_LEN()与CMSG_SPACE()相似但不完全相同。 CMSG_LEN(x)返回有效负载大小为x的控制数据实际使用的实际字节数，而CMSG_SPACE(x)返回有效负载大小为的控制数据实际使用的实际字节数。 x 包括有效负载数据之后所需的任何填充，以正确对齐下一个控制数据头。因此，在为多个控制数据项保留存储空间时，您始终必须使用CMSG_SPACE()！您只能使用CMSG_LEN()来设置cmsg_len中的struct cmsghdr字段，以防您自己创建此类结构（例如，当使用同时存在的sendmsg()时）。

还有一件重要的事情要知道：如果你不小心让ctrlDataBuffer太小，那并不是说你根本没有获得任何控制数据或遇到错误，然后，控制数据将被截断。此截断由一个标志指示（输入时忽略hdr的标志字段，但输出中可能包含标志）：

// After recvmsg()...
if (hdr.msg_flags & MSG_CTRUNC) {
    // Control data buffer was too small to make all data fit!
}

如果您愿意，如果您的数据缓冲区选择得太小，您可以获得相同的行为。只需查看此代码：

ssize_t bytesReceived = recvmsg(soc, &hdr, MSG_TRUNC);
if (hdr.msg_flags & MSG_TRUNC) {
    // The data buffer was too small, data has been read but it
    // was truncated. bytesReceived does *NOT* contain the amount of
    // bytes read but the amount of bytes that would have been read if
    // the data buffer had been of sufficient size!
}

当然，在＆＃34;摧毁＆＃34;之后知道正确的尺寸。数据包可能不是很有用。但是你可以这样做：

ssize_t bytesReceived = recvmsg(soc, &hdr, MSG_TRUNC | MSG_PEEK);

这样数据会在套接字缓冲区中重新生成，因此您可以再次读取它，因为您已知道所需的缓冲区大小。但是，类似的东西不适用于控制数据。您需要提前知道正确的控制数据大小，或者需要编写一些试验和错误代码，例如：在循环中增加控制数据缓冲区，直到MSG_CTRUNC不再设置为止。通常一旦找到了合适的大小，就可以记住它，因为控制数据的数量通常对于给定的套接字是不变的，除非你进行setsockopt()调用会改变它。默认情况下，除非您请求了某些内容，否则UDP套接字根本不会返回任何控制数据。

Answer 2

当您使用UDP套接字时，所有标头都将被删除（解封装），因此您将无法获取TTL字段值或IP标头的任何其他字段，但如果您有兴趣获取它或设置它，使用原始套接字并构建标头，使用原始套接字将标头传递给您的应用程序，包括您构建的标头（IP +传输）图层标头。

接收UDP数据包时是否可以读取TTL IP头字段？

2 个答案: