Linux 网络编程——原始套接字实例：MAC 地址扫描器

如果 A （192.168.1.1 ）向 B （192.168.1.2 ）发送一个数据包，那么需要的条件有 ip、port、使用的协议（TCP/UDP）之外还需要 MAC 地址，因为在以太网数据包中 MAC 地址是必须要有的。那么怎样才能知道对方的 MAC 地址？答案是：它通过 ARP 协议来获取对方的 MAC 地址。

ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议），是 TCP/IP 协议族中的一个，主要用于查询指定 ip 所对应的的 MAC（通过 ip 找 MAC）。

请求方使用广播来发送请求，应答方使用单播来回送数据。收到返回消息后将该 IP 地址和物理地址存入本机 ARP 缓存中并保留一定时间，下次请求时直接查询 ARP 缓存以节约资源。

以机器 A 获取机器 B 的 MAC 为例，A 广播发送一个 ARP 请求包，和 A 同在一个局域网的主机都会收到这个请求包，每个机器都会比较自己的 ip 和请求包的目的 ip 是不是一样的，如果不一样，就丢弃这个请求包，结果，只有 B 机器符合条件，B 机器单独给 A 发送 ARP 应答包，应答包带上了 B 的 ip 所对应的 MAC 地址，当 A 收到这个应答包后，就把 B 的 ip 以及其对应的 MAC 地址存入本机 ARP 缓存中。

在 Linux 查看 ARP 缓存表：arp

在 Windows 查看 ARP 缓存表：arp -a

ARP头部

1、Dest MAC:目的 MAC 地址

2、Src MAC：源 MAC 地址

3、帧类型：0x0806

4、硬件类型：1（以太网）

5、协议类型：0x0800（IP地址）

6、硬件地址长度：6

7、协议地址长度：4

8、OP：1（ARP请求），2（ARP应答），3（RARP请求），4（RARP应答）

接下来这个例子为，虚拟机（Ubuntu）获取 PC 机的 MAC 地址：

先查看 ubuntu 的 ip 和 MAC 地址：

源代码下载。

------------------------------------------分割线------------------------------------------

具体下载目录在 /2015年资料/4月/7日/Linux 常用编辑器之Vim/

------------------------------------------分割线------------------------------------------

完整代码如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <net/if.h>    //struct ifreq
#include <sys/ioctl.h>   //ioctl、SIOCGIFADDR
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/ether.h>  //ETH_P_ALL
#include <netpacket/packet.h> //struct sockaddr_ll
#include <netinet/in.h>

int main(int argc,char *argv[])
{
 //1.创建通信用的原始套接字
 int sock_raw_fd = socket(PF_PACKET, SOCK_RAW, htons(ETH_P_ALL));
 
 //2. 根据各种协议首部格式构建发送数据报
 unsigned char send_msg[1024] = {
  //--------------组MAC--------14------
  0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, //dst_mac: FF:FF:FF:FF:FF:FF
  0x00, 0x0c, 0x29, 0x97, 0xc7,0xc1, //src_mac: 00:0c:29:97:c7:c1
  0x08, 0x06,       //类型：0x0806 ARP协议
 
  //--------------组ARP--------28-----
  0x00, 0x01, 0x08, 0x00,    //硬件类型1(以太网地址),协议类型0x0800(IP) 
  0x06, 0x04, 0x00, 0x01,    //硬件、协议地址分别是6、4，op:(1：arp请求，2：arp应答)
  0x00, 0x0c, 0x29, 0x97, 0xc7,0xc1, //发送端的MAC地址
  10,  221,  0, 11,      //发送端的IP地址
  0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, //目的MAC地址（由于要获取对方的MAC,所以目的MAC置零）
  10, 221, 20, 10    //目的IP地址
 };
 
 //3.数据初始化
 struct sockaddr_ll sll;     //原始套接字地址结构
 struct ifreq ethreq;     //网络接口地址
 strncpy(ethreq.ifr_name, "eth0", IFNAMSIZ); //指定网卡名称
 
 //4.将网络接口赋值给原始套接字地址结构
 ioctl(sock_raw_fd, SIOCGIFINDEX, (char *)ðreq);
 bzero(&sll, sizeof(sll));
 sll.sll_ifindex = ethreq.ifr_ifindex;
 
 //5. 发送 ARP 请求包
 int len = sendto(sock_raw_fd, send_msg, 42, 0 , (struct sockaddr *)&sll, sizeof(sll));
 if(len == -1)
 {
  perror("sendto");
 }
 
 //6.接收对方的ARP应答
 unsigned char recv_msg[1024] = {0};
 recvfrom(sock_raw_fd, recv_msg, sizeof(recv_msg), 0, NULL, NULL);
 if(recv_msg[21] == 2)   //ARP应答
 {
  char resp_mac[18] = "";  //arp响应的MAC
  char resp_ip[16] = "";  //arp响应的IP
 
  sprintf(resp_mac, "%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x", \
  recv_msg[22],recv_msg[23],recv_msg[24],recv_msg[25],recv_msg[26],recv_msg[27]);
  sprintf(resp_ip, "%d.%d.%d.%d", recv_msg[28], recv_msg[29], recv_msg[30], recv_msg[31]);
  printf("IP:%s - MAC:%s\n",resp_ip, resp_mac);
 }
 
 return 0;
}