RawSock - 轻量级单头文件 Raw Socket 库

一个简洁的单头文件 C 语言原始套接字库，支持 Linux 和 macOS 平台。

特性

• 单头文件 - 只需包含 rawsock.h 即可使用
• 跨平台支持 - 支持 Linux
• IPv4/IPv6 - 完整支持两种协议
• 数据包解析 - 内置 IP、TCP、UDP、ICMP 头部解析器
• 校验和计算 - IP 和传输层校验和工具
• 简洁 API - 直观易用的接口设计
• 零依赖 - 仅使用标准系统库

快速开始

1. 复制头文件

将 rawsock.h 复制到你的项目中。

2. 使用库

在一个源文件中定义实现：

#define RAWSOCK_IMPLEMENTATION
#include "rawsock.h"

在其他源文件中正常包含：

#include "rawsock.h"

3. 编译运行

# 编译
gcc -o myprogram myprogram.c

# 运行（需要 root 权限）
sudo ./myprogram

简化接口 (Easy API)

项目还提供了一个简化版本的 API，封装在 rawsock_easy.h 中，使网络编程变得更加简单直观。

简化接口特性

• 简单易用：最少的参数，直观的函数命名
• 协议过滤：支持按协议类型过滤数据包（TCP、UDP、ICMP等）
• 灵活发送：支持多种协议的数据包发送
• 网卡指定：可以指定网卡进行抓包和发包
• 超时控制：支持带超时的数据包捕获

使用简化接口

#define RAWSOCK_EASY_IMPLEMENTATION
#include "rawsock_easy.h"

简化接口示例

抓包接口

// 开始抓包
easy_capture_t* easy_capture_start(const char* interface, uint8_t protocol);

// 捕获下一个数据包
int easy_capture_next(easy_capture_t* capture, void* buffer, 
                      size_t buffer_size, easy_packet_info_t* info);

// 带超时的捕获
int easy_capture_next_timeout(easy_capture_t* capture, void* buffer,
                               size_t buffer_size, int timeout_ms, 
                               easy_packet_info_t* info);

// 停止抓包
void easy_capture_stop(easy_capture_t* capture);

发包接口

// 发送数据包
int easy_send(const char* interface, const char* dest_ip, uint16_t dest_port,
              const void* payload, size_t payload_size, uint8_t protocol);

// 发送 ICMP 包（ping）
int easy_send_icmp(const char* interface, const char* dest_ip,
                   const void* payload, size_t payload_size);

// 发送原始数据包
int easy_send_raw(const char* interface, const void* packet, 
                  size_t packet_size);

示例代码

基础示例

#define RAWSOCK_IMPLEMENTATION
#include "rawsock.h"
#include <stdio.h>

int main(void) {
    // 检查权限
    if (!rawsock_check_privileges()) {
        printf("需要 root 权限\n");
        return 1;
    }
    
    // 创建原始套接字
    rawsock_t* sock = rawsock_create(RAWSOCK_IPV4, IPPROTO_ICMP);
    if (!sock) {
        printf("创建套接字失败\n");
        return 1;
    }
    
    // 发送数据包
    uint8_t packet[64];
    // ... 构建数据包 ...
    rawsock_send(sock, packet, sizeof(packet), "192.168.1.1");
    
    // 接收数据包
    uint8_t buffer[1024];
    rawsock_packet_info_t info;
    int bytes = rawsock_recv(sock, buffer, sizeof(buffer), &info);
    if (bytes > 0) {
        printf("从 %s 接收了 %d 字节\n", info.src_addr, bytes);
    }
    
    // 清理
    rawsock_destroy(sock);
    return 0;
}

简化接口示例

#define RAWSOCK_EASY_IMPLEMENTATION
#include "rawsock_easy.h"

int main() {
    // 检查权限
    if (!easy_check_privileges()) {
        printf("需要 root 权限\n");
        return 1;
    }
    
    // 在 eth0 网卡上抓取所有 TCP 包
    easy_capture_t* cap = easy_capture_start("eth0", PROTO_TCP);
    if (!cap) {
        printf("启动抓包失败\n");
        return 1;
    }
    
    uint8_t buffer[65535];
    easy_packet_info_t info;
    
    // 抓取 10 个包
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        int bytes = easy_capture_next(cap, buffer, sizeof(buffer), &info);
        if (bytes > 0) {
            printf("抓到包: %s:%u -> %s:%u, %zu 字节\n",
                   info.src_ip, info.src_port,
                   info.dst_ip, info.dst_port,
                   info.packet_size);
        }
    }
    
    easy_capture_stop(cap);
    return 0;
}

API 参考

核心函数

函数	描述
rawsock_create()	创建原始套接字
rawsock_create_with_config()	使用自定义配置创建套接字
rawsock_destroy()	关闭并释放套接字
rawsock_send()	发送数据包

协议常量

#define PROTO_ALL      0    // 捕获所有协议
#define PROTO_ICMP     1    // ICMP 协议
#define PROTO_TCP      6    // TCP 协议  
#define PROTO_UDP      17   // UDP 协议
#define PROTO_ICMPV6   58   // ICMPv6 协议
#define PROTO_RAW      255  // 原始 IP

数据结构

数据包信息

typedef struct {
    char src_ip[46];        // 源 IP 地址
    char dst_ip[46];        // 目标 IP 地址
    uint16_t src_port;      // 源端口
    uint16_t dst_port;      // 目标端口
    uint8_t protocol;       // 协议号
    size_t packet_size;     // 数据包大小
    uint64_t timestamp_ms;  // 时间戳（毫秒）
} easy_packet_info_t;

编译示例程序

# 编译抓包示例
gcc -o easy_capture examples/easy_capture.c

# 编译发包示例  
gcc -o easy_send examples/easy_send.c

# 编译综合演示
gcc -o easy_demo examples/easy_demo.c

# 运行（需要 root 权限）
sudo ./easy_capture eth0 tcp
sudo ./easy_send udp 192.168.1.100 8080 "Hello"
sudo ./easy_demo

注意事项

1. 权限要求：所有操作都需要 root 权限
2. 缓冲区大小：建议使用 65535 字节的缓冲区以容纳最大的 IP 包
3. 协议过滤：使用 PROTO_ALL 可以捕获所有协议的包
4. 网卡指定：传入 NULL 表示使用默认网卡
5. 线程安全：每个 capture 上下文应该在单个线程中使用

与底层 API 的对比

操作	底层 rawsock.h	简化 rawsock_easy.h
抓包	需要创建 socket、配置选项、解析包头	一个函数调用
发包	需要构建完整包头、计算校验和	自动构建包头
过滤	需要手动过滤	内置协议过滤
错误处理	多个错误码	简化的错误码

性能说明

• 简化 API 在底层 API 基础上增加了少量开销
• 自动包头构建和校验和计算会有轻微性能影响
• 适合大多数应用场景，极端性能要求可使用底层 API

许可证

MIT License