Linux网络编程- ether_header & iphdr & tcphdr

struct ether_header

struct ether_header 是一个数据结构，用于表示以太网（Ethernet）帧的头部。这个结构体在 头文件中定义。当我们处理或分析以太网帧时，可以使用这个结构体来访问和解读 Ethernet 头部的各个字段。

以下是 struct ether_header 的一些主要字段：

1. ether_dhost: 目标 MAC 地址 (Destination MAC address)，一个 6 字节的数组。

2. ether_shost: 源 MAC 地址 (Source MAC address)，一个 6 字节的数组。

3. ether_type: 帧类型或以太网协议。这个字段表示载荷的类型/协议。例如，如果值是 0x0800，那么载荷是一个 IPv4 数据包；如果值是 0x0806，那么载荷是一个 ARP 请求或响应。

这个结构体是以太网帧的头部。以太网帧的总长度为 14 字节，其中包括两个 6 字节的 MAC 地址和一个 2 字节的类型字段。

在我们处理原始数据包，特别是在使用 raw sockets 或 pcap 库捕获和发送数据包时，可能会遇到这个结构体。通过它，我们可以解析 Ethernet 帧，了解它的源和目的地址，以及它的载荷是什么类型的协议。

在 struct ether_header *ethhdr = (struct ether_header *)buf; 中，我们从缓冲区 buf 获取了一个指向 Ethernet 帧头部的指针。这样就可以访问和解析 Ethernet 头部的字段。

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struct iphdr

struct iphdr 是一个数据结构，用于表示 IPv4 头部。这个结构体在 头文件中定义。当我们处理或分析 IPv4 数据包时，这个结构体允许我们访问和解读 IP 头部的各个字段。

以下是 struct iphdr 的一些主要字段：

1. version: IP 版本号。对于 IPv4，这个值总是4。

2. ihl: IP 头部长度 (header length)，通常以 32 位字为单位。

3. tos: 服务类型 (Type of Service)，用于QoS (服务质量)。

4. tot_len: 总长度，包括 IP 头部和数据。

5. id: IP 数据包的唯一标识符。

6. frag_off: 分片偏移。

7. ttl: 生存时间 (Time To Live)。每当数据包经过一个路由器时，该值就会减少1，直到它到达0，此时数据包会被丢弃。

8. protocol: 传输层协议。例如，TCP 是6，UDP 是17。

9. check: IP 头部的校验和。

10. saddr: 源 IP 地址。

11. daddr: 目的 IP 地址。

注意，struct iphdr 通常以网络字节序存储其值，所以在解析或设置字段时，我们可能需要使用 ntohs()、ntohl()、htons() 和 htonl() 函数来转换字节序。

在 struct iphdr *ip_addr = (struct iphdr *)buf; 中，我们从缓冲区 buf 获取了一个指向 IP 头部的指针。这样可以访问和解析 IP 头部的字段。这种方法通常在处理原始数据包时使用，例如在使用 raw sockets 接收数据时。

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struct tcphdr

struct tcphdr 是用于表示 TCP 头部的数据结构，它在 头文件中定义。这个结构体提供了访问 TCP 头部各个字段的能力。

以下是 struct tcphdr 的一些主要字段：

1. th_sport: 源端口号 (source port)
2. th_dport: 目的端口号 (destination port)
3. th_seq: 序列号 (sequence number)
4. th_ack: 确认号 (acknowledgment number)
5. th_off: 数据偏移 (data offset)，也经常称为头部长度 (header length)。这告诉我们 TCP 头部有多长，通常以 32 位字为单位。
6. th_flags: 各种控制标志。例如：
   • TH_FIN: 结束连接
   • TH_SYN: 同步序列号
   • TH_RST: 重置连接
   • TH_PUSH: Push 函数
   • TH_ACK: 确认字段有效
   • TH_URG: 紧急指针字段有效
7. th_win: 窗口大小 (window size)，用于流控制。
8. th_sum: 校验和 (checksum)
9. th_urp: 紧急指针 (urgent pointer)

当我们在网络编程中处理 TCP 数据包时，可以使用这个结构体来访问和修改 TCP 头部的各个字段。这通常在底层的网络工具和分析器中做，例如在使用 raw sockets 或 pcap 库捕获和发送数据包时。

在 struct tcphdr *tcp_addr = (struct tcphdr *)addr; 中，我们可以获取一个指向 TCP 头部的指针，这样能够访问和解析 TCP 头部的各个字段。这通常在解析原始数据包时做，例如当使用 raw sockets 接收数据时。