linux 内核数据包处理中的一些坑和建议

1、获取IP头部

iph = ip_hdr(skb);

struct sk_buff {

......

sk_buff_data_t transport_header; /* Transport layer header */

sk_buff_data_t network_header; /* Network layer header */

sk_buff_data_t mac_header; /* Link layer header */

......

}

1）__netif_receive_skb()在进入三层处理前就对network_header进行了设置。

2）ip_rcv()中详细的检查保证了IP头部到netfilter后是完整的。

3）netfilter可以尽情使用ip头部。

2、获取tcp头部

错误1：

tcph = tcp_hdr(skb);

陷阱：

netfilter的钩子点是属于TCP/IP协议栈的三层流程中，而四层的TCP头部此时还没有正确获取，只是初始化为IP头部的值，无法直接使用。

错误2：

tcph = (char *)iph + (iph->ihl << 2);

陷阱：

数据包可能是非线性的

改进：

tcpoff = skb_network_offset(skb) + (iph->ihl << 2);

tcph = skb_header_pointer(skb, tcpoff, sizeof(_tcph), &_tcph);

if (tcph == NULL)

return;

skb_network_offset(struct skb_buff *skb)

计算三层头部相对于skb->data的偏移

void * skb_header_pointer（struct sk_buff *skb, int offset, int len, void *buffer)

从skb的指定偏移取制定长度的数据，如果要取的数据位于线性区，直接返回其开始指针，否则，则拷贝到buffer中，并将buffer指针返回。

3、打印IP信息

printk("%pI4 %d -----> %pI4 %d len: %d ID: %d\n",

&iph->saddr,

ntohs(tcph->source),

&iph->daddr,

ntohs(tcph->dest),

ntohs(iph->tot_len),

ntohs(iph->id));

注意要点：

1） IP地址输出

Ipv4：%pI4 %pi4

IPv6：%pI6 %pi6

2) MAC地址

%pM %pm

3)字节序的转换

ntohs() ntohl() htons() htonl()

__const_ntohl() __const_ntohs() __const_htonl() __const_htons()

区别：__const_*()是编译时处理的。

4、获取TCP负载

风险：

payload = (char *)tcph + tcph->doff * 4;

陷阱1：

数据包可能是非线性的，同TCP头部。

陷阱2:

TCP头部数据有可能是被篡改过的，tcph->doff如果很大怎么办?

改进1：

tcplen = skb->len - tcpoff;

if (tcph->doff*4 < sizeof(struct tcphdr) || tcplen < tcph->doff*4)

{

printk("Bad tcp.\n");

return NF_ACCEPT;

}

if (skb_is_nonlinear(skb))

{

printk("Nonlinear skb.\n");

return NF_ACCEPT;

}

payload = (char *)tcph + tcph->doff * 4;

payload_len = tcplen - tcph->doff * 4;

if (payload_len == 0)

return NF_ACCEPT;

接口介绍：

int skb_is_nonlinear(struct sk_buff *skb)

判断skb的数据是否是非线性的

改进2：

char payload_buf[1500];

tcplen = skb->len - tcpoff;

if (tcph->doff*4 < sizeof(struct tcphdr) || tcplen < tcph->doff*4)

{

printk("Bad tcp.\n");

return NF_ACCEPT;

}

payload_len = tcplen - tcph->doff * 4;

if (payload_len == 0)

return NF_ACCEPT;

if (payload_len > sizeof(payload_buf))

return NF_ACCEPT;

payload = skb_header_pointer(skb, tcpoff + tcph->doff*4, payload_len, payload_buf);

if (payload == NULL)

return NF_ACCEPT;

改进3：

tcplen = skb->len - tcpoff;

if (tcph->doff*4 < sizeof(struct tcphdr) || tcplen < tcph->doff*4)

{

printk("Bad tcp.\n");

return NF_ACCEPT;

}

if (skb_ linearize(skb))

{

printk("Can not linearize skb.\n");

return NF_ACCEPT;

}

payload = (char *)tcph + tcph->doff * 4;

payload_len = tcplen - tcph->doff * 4;

if (payload_len == 0)

return NF_ACCEPT;

接口介绍：

int skb_ linearize (struct sk_buff *skb)

将skb线性化

5、解析数据

1）判断数据包内容

风险1：

if (payload[0] != 'G' || payload[1] != 'E' || payload[2] != 'T')

风险2：

if ((payload[0] == 'G' && payload[1] == 'E' && payload[2] == 'T') && payload_len == 3)

陷阱：

如果payload的长度只有1个字节怎么办？

改进：

if (payload_len < 3 || payload[0] != 'G' || payload[1] != 'E' || payload[2] != 'T')

2) 查找数据包中的某个字符串

风险：

host = strstr(payload, "Host: ");

陷阱：

可能会越界，数据包不一定是以'\0'结束。

改进：

host = strnstr(payload, "Host: ", payload_len);

if (host == NULL)

return ;

一定要使用这一系列的函数：

strnchr

strncpy

strncat

strncmp

strnicmp

strnlen

memcpy

3）移动指向数据包的指针

风险：

host = strnstr(payload, "Host: ", payload_len);

if (host == NULL)

return ;

host = host + sizeof("Host: ") - 1;

* deal with host

陷阱：

查找的字符串有可能是数据包的最后一部分。

改进：

host = strnstr(payload, "Host: ", payload_len);

if (host == NULL)

return ;

host = host + sizeof("Host: ") - 1;

if (host >= (payload + payload_len))

return;

* deal with host

4）数据包操作

错误：

u32 len;

len = payload_len - 512;

if (len <= 0)

return;

memcpy(buf, payload, len);

陷阱：

无符号数的强制类型转换，u32类型永远都是大于等于0的，当payload_len小于512 时，判断就会不生效。

改进：

u32 len;

if (payload_len <= 512)

return;

len = payload_len - 512;

memcpy(buf, payload, len);

或者

int len;

len = payload_len - 512;

if (len <= 0)

return;

memcpy(buf, payload, len);

风险：

int len = payload[1];

memcpy(buf, &payload[2], len);

陷阱：

可能是异常数据包，offset不是你想要的

正确做法：

nt len = payload[1];

if (len >= payload_len - 2)

return;

memcpy(buf, &payload[2], len);

综述：数据包处理要时刻保持警醒，它可能不是你想象的样子！