arp-Anforderung und -Antwort mit C-Socket-Programmierung

Ein paar Dinge, um Ihre Pakete auf Sendung zu bringen.

• Das richtige .sll_protocol für die arp-Antwort ist ETH_P_ARP, von <linux/if_ether.h>

• Beim Setzen von ah->arp_op gab es einen Fehler in Endianness. Es ist ein Netzwerk-Byteorder-Feld von 2 Oktetten, also verwenden Sie htons().

• Im Allgemeinen ist der Code in Bezug auf die Netzwerk- und Host-Bytereihenfolge etwas verwirrt. Es sendet derzeit die Antwort sehr verstümmelt aus, aber es ist mir unklar, ob das die böswillige Absicht des Codes oder ein Unfall ist. Falls Sie echte, korrekte IP-Adressen senden möchten, verwenden Sie beim Erstellen der Antwort htonl und htons.

Endianness beheben:

• Fügen Sie <arpa/inet.h> richtig ein
• Verwenden Sie immer htons(), htonl() ntohs() und ntohl(). Ihre Implementierung macht es zu einem NOP, wenn es auf Ihrer Plattform nicht benötigt wird.
• Wenn Sie Daten einrichten, die vom Host gesendet werden sollen, verarbeiten Sie sie immer mit hton*()
• Wenn Sie Daten aus dem Netzwerk interpretieren, immer ntoh*() vor dem Vergleich mit lokalen Variablen.

Zusammenfassend waren die Änderungen, die ich vorgenommen habe, 1) .sll_protocol =htons(ETH_P_ARP). (beim Senden von Daten) 2) ah->arp_op =htons(ARPOP_REPLY) (in der Antwort arp) 3) Das unsinnige ntohs() auf ah->arp_hd und ah->arp_pr entfernt. Sie möchten keine Daten in die Host-Bytereihenfolge konvertieren, wenn Sie den Sendepuffer füllen (es sei denn, Sie tun dies wirklich wirklich) 4) ntohs () -Konvertierungen und ordnungsgemäße Definitionen in einigen der Vergleiche hinzugefügt 5) einige andere kleine Korrekturen 6) das Bit-doing-System deaktiviert ("sudo...")!

Vollständiger Code bei Pastebin. Hier ist ein Unterschied:

[email protected]:~/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;

BEARBEITEN Einige Wireshark-Tipps. Erfassen Sie Ether-Proto 0x0806 (oder arp kurz). Verwenden Sie das Pseudogerät, das alle Pakete erfasst. Ihre Pakete sollten sichtbar werden.

Wenn Sie unter Linux verhindern möchten, dass der Netzwerkstapel stört, verwenden Sie:echo "8"> /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore

BEARBEITEN Nr. 2 Bei ETH_P_ARP bin ich mir nicht ganz sicher. Es könnte ein vorschnelles Urteil meinerseits gewesen sein. Die Verwendung von ETH_P_IP im ARP-Header-Feld ist korrekt, aber ich bin mir nicht sicher, welches für das Paket-Socket-sll_protocol verwendet werden soll. Beachten Sie auch, dass socket_address.sll_pkttype = PACKET_OTHERHOST; hat beim Senden keine Wirkung (siehe man 7 Paket). Auch die obligatorische SO-Bemerkung, dass Sie immer mindestens verwenden sollten -Wall (bei Verwendung von gcc oder clang) als Kompilierungs-Flag.

BEARBEITEN Nr. 3 Ich habe das Programm noch etwas verändert. und aktualisierte die Antwort und den Unterschied entsprechend. Überraschenderweise scheint es tatsächlich, dass .sll_protocol ETH_P_ARP sein muss. Meine Kopie des Mann-7-Pakets sagt nicht einmal, dass es für irgendetwas verwendet wird, aber das Paket geht ohne es nicht als ARP über die Leitung.

Ich habe den Code von user6343961 genommen, etwas bereinigt und gespleißt und Unterstützung für das automatische Abrufen der IP-Adresse der Schnittstelle implementiert. Außerdem kommen die Parameter von CLI anstelle von Hardcoding. bind() wird auch verwendet, um nur ARP von der gewünschten Schnittstelle zu erhalten. Viel Spaß. Dieser Code funktioniert bei mir.

#include <sys/socket.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <asm/types.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <linux/if_packet.h>
#include <linux/if_ether.h>
#include <linux/if_arp.h>
#include <arpa/inet.h>  //htons etc

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

#define debug(x...) printf(x);printf("\n");
#define info(x...) printf(x);printf("\n");
#define warn(x...) printf(x);printf("\n");
#define err(x...) printf(x);printf("\n");

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];
};

/*
 * Converts struct sockaddr with an IPv4 address to network byte order uin32_t.
 * Returns 0 on success.
 */
int int_ip4(struct sockaddr *addr, uint32_t *ip)
{
    if (addr->sa_family == AF_INET) {
        struct sockaddr_in *i = (struct sockaddr_in *) addr;
        *ip = i->sin_addr.s_addr;
        return 0;
    } else {
        err("Not AF_INET");
        return 1;
    }
}

/*
 * Formats sockaddr containing IPv4 address as human readable string.
 * Returns 0 on success.
 */
int format_ip4(struct sockaddr *addr, char *out)
{
    if (addr->sa_family == AF_INET) {
        struct sockaddr_in *i = (struct sockaddr_in *) addr;
        const char *ip = inet_ntoa(i->sin_addr);
        if (!ip) {
            return -2;
        } else {
            strcpy(out, ip);
            return 0;
        }
    } else {
        return -1;
    }
}

/*
 * Writes interface IPv4 address as network byte order to ip.
 * Returns 0 on success.
 */
int get_if_ip4(int fd, const char *ifname, uint32_t *ip) {
    int err = -1;
    struct ifreq ifr;
    memset(&ifr, 0, sizeof(struct ifreq));
    if (strlen(ifname) > (IFNAMSIZ - 1)) {
        err("Too long interface name");
        goto out;
    }

    strcpy(ifr.ifr_name, ifname);
    if (ioctl(fd, SIOCGIFADDR, &ifr) == -1) {
        perror("SIOCGIFADDR");
        goto out;
    }

    if (int_ip4(&ifr.ifr_addr, ip)) {
        goto out;
    }
    err = 0;
out:
    return err;
}

/*
 * Sends an ARP who-has request to dst_ip
 * on interface ifindex, using source mac src_mac and source ip src_ip.
 */
int send_arp(int fd, int ifindex, const unsigned char *src_mac, uint32_t src_ip, uint32_t dst_ip)
{
    int err = -1;
    unsigned char buffer[BUF_SIZE];
    memset(buffer, 0, sizeof(buffer));

    struct sockaddr_ll socket_address;
    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;

    struct ethhdr *send_req = (struct ethhdr *) buffer;
    struct arp_header *arp_req = (struct arp_header *) (buffer + ETH2_HEADER_LEN);
    int index;
    ssize_t ret, length = 0;

    //Broadcast
    memset(send_req->h_dest, 0xff, MAC_LENGTH);

    //Target MAC zero
    memset(arp_req->target_mac, 0x00, MAC_LENGTH);

    //Set source mac to our MAC address
    memcpy(send_req->h_source, src_mac, MAC_LENGTH);
    memcpy(arp_req->sender_mac, src_mac, MAC_LENGTH);
    memcpy(socket_address.sll_addr, src_mac, MAC_LENGTH);

    /* 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);

    debug("Copy IP address to arp_req");
    memcpy(arp_req->sender_ip, &src_ip, sizeof(uint32_t));
    memcpy(arp_req->target_ip, &dst_ip, sizeof(uint32_t));

    ret = sendto(fd, buffer, 42, 0, (struct sockaddr *) &socket_address, sizeof(socket_address));
    if (ret == -1) {
        perror("sendto():");
        goto out;
    }
    err = 0;
out:
    return err;
}

/*
 * Gets interface information by name:
 * IPv4
 * MAC
 * ifindex
 */
int get_if_info(const char *ifname, uint32_t *ip, char *mac, int *ifindex)
{
    debug("get_if_info for %s", ifname);
    int err = -1;
    struct ifreq ifr;
    int sd = socket(AF_PACKET, SOCK_RAW, htons(ETH_P_ARP));
    if (sd <= 0) {
        perror("socket()");
        goto out;
    }
    if (strlen(ifname) > (IFNAMSIZ - 1)) {
        printf("Too long interface name, MAX=%i\n", IFNAMSIZ - 1);
        goto out;
    }

    strcpy(ifr.ifr_name, ifname);

    //Get interface index using name
    if (ioctl(sd, SIOCGIFINDEX, &ifr) == -1) {
        perror("SIOCGIFINDEX");
        goto out;
    }
    *ifindex = ifr.ifr_ifindex;
    printf("interface index is %d\n", *ifindex);

    //Get MAC address of the interface
    if (ioctl(sd, SIOCGIFHWADDR, &ifr) == -1) {
        perror("SIOCGIFINDEX");
        goto out;
    }

    //Copy mac address to output
    memcpy(mac, ifr.ifr_hwaddr.sa_data, MAC_LENGTH);

    if (get_if_ip4(sd, ifname, ip)) {
        goto out;
    }
    debug("get_if_info OK");

    err = 0;
out:
    if (sd > 0) {
        debug("Clean up temporary socket");
        close(sd);
    }
    return err;
}

/*
 * Creates a raw socket that listens for ARP traffic on specific ifindex.
 * Writes out the socket's FD.
 * Return 0 on success.
 */
int bind_arp(int ifindex, int *fd)
{
    debug("bind_arp: ifindex=%i", ifindex);
    int ret = -1;

    // Submit request for a raw socket descriptor.
    *fd = socket(AF_PACKET, SOCK_RAW, htons(ETH_P_ARP));
    if (*fd < 1) {
        perror("socket()");
        goto out;
    }

    debug("Binding to ifindex %i", ifindex);
    struct sockaddr_ll sll;
    memset(&sll, 0, sizeof(struct sockaddr_ll));
    sll.sll_family = AF_PACKET;
    sll.sll_ifindex = ifindex;
    if (bind(*fd, (struct sockaddr*) &sll, sizeof(struct sockaddr_ll)) < 0) {
        perror("bind");
        goto out;
    }

    ret = 0;
out:
    if (ret && *fd > 0) {
        debug("Cleanup socket");
        close(*fd);
    }
    return ret;
}

/*
 * Reads a single ARP reply from fd.
 * Return 0 on success.
 */
int read_arp(int fd)
{
    debug("read_arp");
    int ret = -1;
    unsigned char buffer[BUF_SIZE];
    ssize_t length = recvfrom(fd, buffer, BUF_SIZE, 0, NULL, NULL);
    int index;
    if (length == -1) {
        perror("recvfrom()");
        goto out;
    }
    struct ethhdr *rcv_resp = (struct ethhdr *) buffer;
    struct arp_header *arp_resp = (struct arp_header *) (buffer + ETH2_HEADER_LEN);
    if (ntohs(rcv_resp->h_proto) != PROTO_ARP) {
        debug("Not an ARP packet");
        goto out;
    }
    if (ntohs(arp_resp->opcode) != ARP_REPLY) {
        debug("Not an ARP reply");
        goto out;
    }
    debug("received ARP len=%ld", length);
    struct in_addr sender_a;
    memset(&sender_a, 0, sizeof(struct in_addr));
    memcpy(&sender_a.s_addr, arp_resp->sender_ip, sizeof(uint32_t));
    debug("Sender IP: %s", inet_ntoa(sender_a));

    debug("Sender MAC: %02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X",
          arp_resp->sender_mac[0],
          arp_resp->sender_mac[1],
          arp_resp->sender_mac[2],
          arp_resp->sender_mac[3],
          arp_resp->sender_mac[4],
          arp_resp->sender_mac[5]);

    ret = 0;

out:
    return ret;
}

/*
 *
 * Sample code that sends an ARP who-has request on
 * interface <ifname> to IPv4 address <ip>.
 * Returns 0 on success.
 */
int test_arping(const char *ifname, const char *ip) {
    int ret = -1;
    uint32_t dst = inet_addr(ip);
    if (dst == 0 || dst == 0xffffffff) {
        printf("Invalid source IP\n");
        return 1;
    }

    int src;
    int ifindex;
    char mac[MAC_LENGTH];
    if (get_if_info(ifname, &src, mac, &ifindex)) {
        err("get_if_info failed, interface %s not found or no IP set?", ifname);
        goto out;
    }
    int arp_fd;
    if (bind_arp(ifindex, &arp_fd)) {
        err("Failed to bind_arp()");
        goto out;
    }

    if (send_arp(arp_fd, ifindex, mac, src, dst)) {
        err("Failed to send_arp");
        goto out;
    }

    while(1) {
        int r = read_arp(arp_fd);
        if (r == 0) {
            info("Got reply, break out");
            break;
        }
    }

    ret = 0;
out:
    if (arp_fd) {
        close(arp_fd);
        arp_fd = 0;
    }
    return ret;
}

int main(int argc, const char **argv) {
    int ret = -1;
    if (argc != 3) {
        printf("Usage: %s <INTERFACE> <DEST_IP>\n", argv[0]);
        return 1;
    }
    const char *ifname = argv[1];
    const char *ip = argv[2];
    return test_arping(ifname, ip);
}