如何用socket实现以太网帧的封装和发送，附带代码和解析

使用socket实现以太网帧的封装和发送，需要使用到Raw Socket，Raw Socket是一种特殊的Socket类型，它允许应用程序直接访问网络层和链路层协议，可以实现更灵活、更底层的网络编程。

下面是一个简单的C语言代码示例，用于封装并发送一个以太网帧：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/if_ether.h>
#include <netinet/in.h>
#include <net/if.h>

#define BUF_SIZE 1024

int main(int argc, char* argv[])
{
    int sock_fd;
    struct sockaddr_ll saddr;
    char if_name[IFNAMSIZ];
    uint8_t src_mac[ETH_ALEN] = {0x00, 0x11, 0x22, 0x33, 0x44, 0x55};
    uint8_t dst_mac[ETH_ALEN] = {0x00, 0x66, 0x77, 0x88, 0x99, 0xaa};
    uint8_t data[] = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06};
    uint8_t buf[BUF_SIZE];
    struct ethhdr* eth_hdr = (struct ethhdr*)buf;
    uint16_t data_len = sizeof(data);

    // 创建Raw Socket
    sock_fd = socket(AF_PACKET, SOCK_RAW, htons(ETH_P_ALL));
    if (sock_fd < 0) {
        perror("socket");
        exit(1);
    }

    // 设置接口名
    strncpy(if_name, "eth0", IFNAMSIZ);

    // 获取接口索引
    struct ifreq ifr;
    memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
    strncpy(ifr.ifr_name, if_name, IFNAMSIZ-1);
    if (ioctl(sock_fd, SIOCGIFINDEX, &ifr) == -1) {
        perror("ioctl");
        exit(1);
    }

    // 设置目的地址和源地址
    memcpy(eth_hdr->h_dest, dst_mac, ETH_ALEN);
    memcpy(eth_hdr->h_source, src_mac, ETH_ALEN);

    // 设置帧类型
    eth_hdr->h_proto = htons(data_len);

    // 复制数据
    memcpy(buf + sizeof(struct ethhdr), data, data_len);

    // 填充sockaddr_ll结构体
    memset(&saddr, 0, sizeof(saddr));
    saddr.sll_family = AF_PACKET;
    saddr.sll_ifindex = ifr.ifr_ifindex;
    saddr.sll_halen = ETH_ALEN;
    memcpy(saddr.sll_addr, dst_mac, ETH_ALEN);

    // 发送数据帧
    if (sendto(sock_fd, buf, sizeof(struct ethhdr) + data_len, 0, (struct sockaddr*)&saddr, sizeof(saddr)) < 0) {
        perror("sendto");
        exit(1);
    }

    // 关闭Raw Socket
    close(sock_fd);

    return 0;
}

在上面的代码中，我们使用了socket函数创建了一个Raw Socket，然后设置了目的地址、源地址、帧类型和数据，并将这些信息填入了一个以太网帧中。接着，我们使用sendto函数将这个以太网帧发送出去。最后，我们关闭了Raw Socket。

如果要解析收到的以太网帧，可以使用类似下面的代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/if_ether.h>
#include <netinet/in.h>
#include <net/if.h>

#define BUF_SIZE 1024

int main(int argc, char* argv[])
{
    int sock_fd;
    struct sockaddr_ll saddr;
    char if_name[IFNAMSIZ];
    uint8_t buf[BUF_SIZE];
    struct ethhdr* eth_hdr;
    uint8_t* data;
    ssize_t recv_len;

    // 创建Raw Socket
    sock_fd = socket(AF_PACKET, SOCK_RAW, htons(ETH_P_ALL));
    if (sock_fd < 0) {
        perror("socket");
        exit(1);
    }

    // 设置接口名
    strncpy(if_name, "eth0", IFNAMSIZ);

    // 获取接口索引
    struct ifreq ifr;
    memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
    strncpy(ifr.ifr_name, if_name, IFNAMSIZ-1);
    if (ioctl(sock_fd, SIOCGIFINDEX, &ifr) == -1) {
        perror("ioctl");
        exit(1);
    }

    // 绑定Raw Socket到指定接口
    memset(&saddr, 0, sizeof(saddr));
    saddr.sll_family = AF_PACKET;
    saddr.sll_ifindex = ifr.ifr_ifindex;
    saddr.sll_protocol = htons(ETH_P_ALL);
    if (bind(sock_fd, (struct sockaddr*)&saddr, sizeof(saddr)) < 0) {
        perror("bind");
        exit(1);
    }

    while (1) {
        // 接收数据帧
        recv_len = recv(sock_fd, buf, BUF_SIZE, 0);
        if (recv_len < 0) {
            perror("recv");
            exit(1);
        }

        // 解析以太网帧
        eth_hdr = (struct ethhdr*)buf;
        data = buf + sizeof(struct ethhdr);
        printf("Source MAC: %02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x\n", eth_hdr->h_source[0], eth_hdr->h_source[1], eth_hdr->h_source[2], eth_hdr->h_source[3], eth_hdr->h_source[4], eth_hdr->h_source[5]);
        printf("Dest   MAC: %02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x\n", eth_hdr->h_dest[0], eth_hdr->h_dest[1], eth_hdr->h_dest[2], eth_hdr->h_dest[3], eth_hdr->h_dest[4], eth_hdr->h_dest[5]);
        printf("Data Length: %d\n", ntohs(eth_hdr->h_proto));
        printf("Data: ");
        for (int i = 0; i < ntohs(eth_hdr->h_proto); i++) {
            printf("%02x ", data[i]);
        }
        printf("\n");
    }

    // 关闭Raw Socket
    close(sock_fd);

    return 0;
}

在上面的代码中，我们使用了类似的方法创建了一个Raw Socket，并使用bind函数将其绑定到指定的接口上。然后，我们使用recv函数从Raw Socket中接收数据帧，并解析出其中的以太网帧头和数据部分。最后，我们将解析结果输出到屏幕上。注意，这个程序是一个死循环，一直等待接收数据帧。如果需要退出程序，可以使用Ctrl+C强制退出。