golang使用原始套接字構造UDP包

RAW SOCKET 介紹

TCP/IP協議中，最多見的就是原始(SOCKET_RAW)、tcp(SOCKET_STREAM)、udp(SOCKET_DGRA)三種套接字。原始套接字可以對底層傳輸進行控制，容許自行組裝數據包，好比修改本地IP，發送Ping包，進行網絡監聽。這裏不作詳細介紹，要了解更多能夠網上本身查詢。

實現

這裏先看IP頭結構：

其中16位總長度包括IP頭長度和數據的長度，8位協議填寫17，由於UDP協議類型爲17。這裏要說明一下IP頭中的首部校驗，這個值只校驗IP頭部，不包含數據。
這裏給出校驗算法，IP頭和UDP頭中使用的校驗算法是同樣的。

func checkSum(msg []byte) uint16 {
    sum := 0
    for n := 1; n < len(msg)-1; n += 2 {
        sum += int(msg[n])*256 + int(msg[n+1])
    }
    sum = (sum >> 16) + (sum & 0xffff)
    sum += (sum >> 16)
    var ans = uint16(^sum)
    return ans
}

下面開始填充IP頭，這裏使用了golang.org/x/net下的ipv4包

//目的IP
    dst := net.IPv4(192, 168, 1, 2)
    //源IP
    src := net.IPv4(192, 168, 1, 3)
    //填充ip首部
    iph := &ipv4.Header{
        Version:  ipv4.Version,
        //IP頭長通常是20
        Len:      ipv4.HeaderLen,
        TOS:      0x00,
        //buff爲數據
        TotalLen: ipv4.HeaderLen + len(buff),
        TTL:      64,
        Flags:    ipv4.DontFragment,
        FragOff:  0,
        Protocol: 17,
        Checksum: 0,
        Src:      src,
        Dst:      dst,
    }
    
    h, err := iph.Marshal()
    if err != nil {
        log.Fatalln(err)
    }
    //計算IP頭部校驗值
    iph.Checksum = int(checkSum(h))

下面開始處理UDP頭部，先來看UDP頭結構：

UDP頭結構就很簡單了，16位UDP校驗和涉及到一個UDP僞首部的東西，咱們先來看下UDP僞首部的構成。

-----------------------------------------
|         32bit Source IP address       |
-----------------------------------------
|         32bit Destination IP addr     |
-----------------------------------------
|  0   | 8bit Proto| 16bit header length|
-----------------------------------------

僞首部包含了源IP，目的IP，協議號，16位的長度。這個僞首部僅僅參與校驗計算。
下面開始填充UDP頭：

//填充udp首部
    //udp僞首部
    udph := make([]byte, 20)
    //源ip地址
    udph[0], udph[1], udph[2], udph[3] = src[12], src[13], src[14], src[15]
    //目的ip地址
    udph[4], udph[5], udph[6], udph[7] = dst.IP[12], dst.IP[13], dst.IP[14], dst.IP[15]
    //協議類型
    udph[8], udph[9] = 0x00, 0x11
    //udp頭長度
    udph[10], udph[11] = 0x00, byte(len(buff)+8)
    //下面開始就真正的udp頭部
    //源端口號
    udph[12], udph[13] = 0x27, 0x10
    //目的端口號
    udph[14], udph[15] = 0x17, 0x70
    //udp頭長度
    udph[16], udph[17] = 0x00, byte(len(buff)+8)
    //校驗和
    udph[18], udph[19] = 0x00, 0x00
    //計算校驗值
    check := checkSum(append(udph, buff...))
    udph[18], udph[19] = byte(check>>8&255), byte(check&255）

下面咱們須要發送本身構造的UDP包，能夠使用net下的ListenPacket。

listener, err := net.ListenPacket("ip4:udp", "192.168.1.104")
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    defer listener.Close()
    
    //listener 實現了net.PacketConn接口
    r, err := ipv4.NewRawConn(c)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }

    //發送本身構造的UDP包
    if err = r.WriteTo(iph, append(udph[12:20], buff...), nil); err != nil {
        log.Fatal(err)
    }

這個實現只在linux和mac上測試過，windows上須要藉助於第三方吧，好比winpcap。

結語

這裏只給出了UDP的實現，TCP的實現比較複雜，之後也會給出TCP實現的例子。