使用C语言，模拟路由器的工作过程

1.路由器

完成不同网段之间的通信,下面通过一个代码来具体演示路由器的工作过程
总结：这个项目耗时两天半完成，旨在理解原始套接字如何接收数据，发送数据。同时熟练使用sqlite3数据库
模拟两个不同网段进行通信，主要是进行ping的时候。
1.两个不同的网段再ping的时候，是ping不通的。
2.再ping其他网段的时候，首先是发送arp的请求包，然后再发送icmp数据包，arp来获取目的IP的MAC地址，如果能够找到这个mac地址，那么就能够组装到icmp数据包上，从而完成通信。
3.当发送icmp数据包的时候，到达我们所模拟的路由器的时候，查找arp缓存表中是否有对应IP的mac地址，如果有，那么就组装到目的mac上即可，没有就ping不同啦。

这个代码看看里面的内容就好，理解一下就行，实现起来硬件也需要进行改动，因为虚拟机和windows是同一个网段上的，本来就可以直接ping通，所以需要再加上两个网卡，将window上的网关改为虚拟机一端的ip，然后另两个端口再改成不一样的。。。

#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/ether.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>//recvfrom
#include <netinet/ether.h>//ETH_P_ALL
#include <arpa/inet.h>//inet_ntop
#include <net/if.h>//ifreq
#include <sys/ioctl.h>//ioctl
#include <netpacket/packet.h>//sockaddr_ll
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>
#include <sqlite3.h>void show(void);//菜单函数
void * my_fun(void * arg);//线程的回调函数//全局变量定义，方便线程使用
int sockfd;  //套接字
int ret;     //调用数据库是的返回值
char * errmsg;
sqlite3 *db;
char ** dbResult;
int nrow;
int ncolumn;int main()
{//创建套接字，原始套接字sockfd = socket(PF_PACKET,SOCK_RAW,htons(ETH_P_ALL));if(sockfd > 0){printf("原始套接字创建成功：%d\n",sockfd);}
//**************************************************************************************************************************************************
//数据库的打开使用
//**************************************************************************************************************************************************//打开数据库ret = sqlite3_open("ip.db",&db);//如果ret==SQLITE_OK 那么就是这一条语言成功执行了if(ret == SQLITE_OK){printf("防火墙数据库打开成功！\n");}else{printf("数据库打开失败!\n");}ret = sqlite3_open("mac.db",&db);if(ret == SQLITE_OK){printf("ARP缓存数据库打开成功！\n");}else{printf("数据库打开失败!\n");}//使用非回调办法增加一张数据表sqlite3_get_table(db,"create table persons (IP text primary key);",&dbResult,&nrow,&ncolumn,&errmsg);// arp缓存的数据库sqlite3_get_table(db,"create table person (ip text primary key,mac text);",&dbResult,&nrow,&ncolumn,&errmsg);//使用回调方法去增加数据char str[128]="";printf("防火墙中的IP有：\n");//想要添加，从这个地方就可以添加char get_ip[16]="192.168.7.5";sprintf(str,"insert into persons values('%s');",get_ip);sqlite3_get_table(db,str,&dbResult,&nrow,&ncolumn,&errmsg);//使用非回调函数查询数据ret == sqlite3_get_table(db,"select * from persons;",&dbResult,&nrow,&ncolumn,&errmsg);if(ret==SQLITE_OK){int i,j,index;index=ncolumn;for(i=0;i<nrow;i++){for(j=0;j<ncolumn;j++){printf(" %s  ",dbResult[index]);index++;}printf("\n");}sqlite3_free_table(dbResult);}//选择标志位int chose = 0;show();//菜单展示int pthread_flag = 0; while(1){printf("请输入您的选择：");scanf("%d",&chose);getchar();if(1 == chose){char add_ip[32]="";printf("请输入添加的黑名单IP：格式如：192.168.1.1\n");fgets(add_ip,sizeof(add_ip),stdin);add_ip[strlen(add_ip)-1]='\0';//printf("获得到了：%s\n",add_ip);//格式校验int a=0,b=0,c=0,d=0;sscanf(add_ip,"%d.%d.%d.%d",&a,&b,&c,&d);if((a >= 0 && a <= 255) && (b >= 0 && b <= 255) && (c >= 0 && c <= 255) && (d >= 0 && d<= 255)){//写入数据库char sqlite3_ip[64]="";sprintf(sqlite3_ip,"insert into persons values('%s');",add_ip);sqlite3_get_table(db,sqlite3_ip,&dbResult,&nrow,&ncolumn,&errmsg);printf("数据库已更新！\n");}else{printf("您输入有误\n");}}else if(2 == chose){ret == sqlite3_get_table(db,"select * from persons;",&dbResult,&nrow,&ncolumn,&errmsg);if(ret==SQLITE_OK){int i,j,index;index=ncolumn;for(i=0;i<nrow;i++){for(j=0;j<ncolumn;j++){printf(" %s  ",dbResult[index]);index++;}printf("\n");}sqlite3_free_table(dbResult);}}else if(3 == chose){char delete_ip[32]="";printf("请输入删除的黑名单IP：格式如：192.168.1.1\n");fgets(delete_ip,sizeof(delete_ip),stdin);delete_ip[strlen(delete_ip)-1]='\0';printf("获得到了：%s\n",delete_ip);//格式校验int a=0,b=0,c=0,d=0;sscanf(delete_ip,"%d.%d.%d.%d",&a,&b,&c,&d);if((a >= 0 && a <= 255) && (b >= 0 && b <= 255) && (c >= 0 && c <= 255) && (d >= 0 && d<= 255)){//写入数据库char sqlite3_ip[64]="";sprintf(sqlite3_ip,"delete from persons where IP='%s';",delete_ip);sqlite3_get_table(db,sqlite3_ip,&dbResult,&nrow,&ncolumn,&errmsg);printf("数据库已更新！\n");}else{printf("您输入有误\n");}}else if(4 == chose){if(0 == pthread_flag ){printf("路由器已运行！\n");pthread_flag++;pthread_t pth;pthread_create(&pth,NULL,my_fun,NULL);pthread_detach(pth);}else{printf("路由器正在运行，请不要重复开启!\n");}}else if(5 == chose){//在路由器开启之前，发送arp广播数据包//两个端口均要发送广播消息printf("arp广播发送！\n");int i = 1;for(i = 1;i < 255 ;i++){//ens33网口组arp的请求包unsigned char buf_all_1[42]={0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,//目的mac广播0x00,0x0c,0x29,0xf3,0x98,0x3e,//源mac0x08,0x06,//帧类型0x00,0x01,//硬件类型0x08,0x00,//协议类型6,4,0x00,0x01,//op0x00,0x0c,0x29,0xf3,0x98,0x3e,//发送端mac192,168,7,2,//发送端ip0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,192,168,7,i   };//获取网络接口类型struct ifreq ethreq3;strncpy(ethreq3.ifr_name, "ens33", IFNAMSIZ);ioctl(sockfd, SIOCGIFINDEX,  &ethreq3);//定义一个网络接口变量struct sockaddr_ll sll3;bzero(&sll3, sizeof(sll3));sll3.sll_ifindex = ethreq3.ifr_ifindex;//发送sendto(sockfd,buf_all_1,42,0,(struct sockaddr *)&sll3,sizeof(sll3));//ens33网口组arp的请求包unsigned char buf_all_2[42]={0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,//目的mac广播0x00,0x0c,0x29,0xf3,0x98,0x48,//源mac0x08,0x06,//帧类型0x00,0x01,//硬件类型0x08,0x00,//协议类型6,4,0x00,0x01,//op0x00,0x0c,0x29,0xf3,0x98,0x48,//发送端mac192,168,8,2,//发送端ip0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,192,168,8,i   };//获取网络接口类型struct ifreq ethreq4;strncpy(ethreq4.ifr_name, "ens33", IFNAMSIZ);ioctl(sockfd, SIOCGIFINDEX,  &ethreq4);//定义一个网络接口变量struct sockaddr_ll sll4;bzero(&sll4, sizeof(sll4));sll4.sll_ifindex = ethreq4.ifr_ifindex;//发送sendto(sockfd,buf_all_2,42,0,(struct sockaddr *)&sll4,sizeof(sll4));}}else if(6 == chose){ret == sqlite3_get_table(db,"select * from person;",&dbResult,&nrow,&ncolumn,&errmsg);if(ret==SQLITE_OK){int i,j,index;index=ncolumn;for(i=0;i<nrow;i++){for(j=0;j<ncolumn;j++){printf(" %s  ",dbResult[index]);index++;}printf("\n");}//sqlite3_free_table(dbResult);}}else if(9 == chose){show();}else if(0 == chose){//关闭套接字close(sockfd);//关闭数据库sqlite3_close(db);printf("系统结束！\n");exit(0);}else{printf("对不起，您的输入有误");}}//**************************************************************************************************************************************************//接收数据包，并进行解析//**************************************************************************************************************************************************//接收所有的数据//关闭套接字close(sockfd);//关闭数据库sqlite3_close(db);return 0;
}void show(void)
{printf("************************************************\n");printf("**********路由器黑名单管理系统******************\n");printf("**************1.添加黑名单IP********************\n");printf("**************2.显示所有黑名单******************\n");printf("**************3.删除黑名单**********************\n");printf("**************4.开启路由器**********************\n");printf("**************5.刷新ARP表缓存*******************\n");printf("**************6.显示所有ARP表缓存***************\n");printf("**************9.重新打印菜单********************\n");printf("**************0.退出此系统**********************\n");printf("************************************************\n");
}void * my_fun(void * arg)
{while(1){unsigned char buf[1500] = "";ssize_t len = recvfrom(sockfd,buf,sizeof(buf),0,NULL,NULL);unsigned char det_mac[18] = "";unsigned char src_mac[18] = "";unsigned short mac_type = ntohs(*(unsigned short *)(buf + 12));//printf("mac_type=\n", mac_type);sprintf(det_mac,"%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x",buf[0],buf[1],buf[2],buf[3],buf[4],buf[5]);sprintf(src_mac,"%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x",buf[6],buf[7],buf[8],buf[9],buf[10],buf[11]);//printf("[%3ld]MAC:[%s]->[%s]:%#x\n",len,src_mac,det_mac,mac_type);if(mac_type == 0x0800){unsigned char *ip_buf = buf + 14;//源ip、目的ipchar src_ip[16] = "";char dst_ip[16] = "";inet_ntop(AF_INET,(void *)ip_buf+12,src_ip,16);inet_ntop(AF_INET,(void *)ip_buf+16,dst_ip,16);//设置标志为int flag=0;char find_ip[64]="";char find_ip2[64]="";sprintf(find_ip,"select * from persons where IP='%s';",src_ip);sprintf(find_ip2,"select * from persons where IP='%s';",dst_ip);ret == sqlite3_get_table(db,find_ip,&dbResult,&nrow,&ncolumn,&errmsg);if(ret == SQLITE_OK){int i,j,index;index=ncolumn;for(i=0;i<nrow;i++){for(j=0;j<ncolumn;j++){//printf(" %s  ",dbResult[index]);if(strcmp(src_ip,dbResult[index])==0){flag ++;}index++;}}sqlite3_free_table(dbResult);if(flag != 0){printf("防火墙发现含有隐患的IP，已将其拦截！ \n");continue;}}flag = 0;//标志位归0ret == sqlite3_get_table(db,find_ip2,&dbResult,&nrow,&ncolumn,&errmsg);if(ret == SQLITE_OK){int i,j,index;index=ncolumn;for(i=0;i<nrow;i++){for(j=0;j<ncolumn;j++){//printf(" %s  ",dbResult[index]);if(strcmp(dst_ip,dbResult[index])==0){flag ++;}index++;}}sqlite3_free_table(dbResult);if(flag != 0){printf("防火墙发现含有隐患的IP，已将其拦截！ \n");continue;}}flag = 0; //柏标志为清0if(ip_buf[9] == 1){//ICMP//通过目的ip找到目的MACchar find_mac[18]="";ret == sqlite3_get_table(db,"select * from person;",&dbResult,&nrow,&ncolumn,&errmsg);if(ret==SQLITE_OK){int i,j,index;index=ncolumn;for(i=0;i<nrow;i++){for(j=0;j<ncolumn;j++){if(strcmp(dst_ip,dbResult[index]) == 0){memcpy(find_mac,dbResult[index+1],18);}index++;}}}//将获得到的目的MAC 进行解包unsigned char find_buf_one[6]="";sscanf(find_mac,"%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x",(unsigned int *)&find_buf_one[0],(unsigned int *)&find_buf_one[1],(unsigned int *)&find_buf_one[2],(unsigned int *)&find_buf_one[3],(unsigned int *)&find_buf_one[4],(unsigned int *)&find_buf_one[5]);if(0 == strcmp(src_mac,"80:fa:5b:26:d4:10")){   //printf("MAC:[%s]->[%s]\n",src_mac,det_mac);//printf("IP:[%s]->[%s]\n",src_ip,dst_ip);//根据IP判断防火墙//建立数据库，在数据库中遍历//查询数据，如果没有此ip则创建一个数据，如果有判断其mac是否更改//sqlite3_exec(db,"insert into persons values(arp_ip,arp_mac);",NULL,NULL,&errmsg);//printf("协议类型：ICMP\n");//printf("\n");//在数据库中找到目的IP对应的mac组装到发送的位置//网关到A53unsigned char buf_34[1500] = "";//目的MAC:00:53:50:00:2c:59buf[0] = find_buf_one[0];buf[1] = find_buf_one[1];buf[2] = find_buf_one[2];buf[3] = find_buf_one[3];buf[4] = find_buf_one[4];buf[5] = find_buf_one[5];//源MAC 00:0c:29:f3:98:48 buf[6] = 0x00;buf[7] = 0x0c;buf[8] = 0x29;buf[9] = 0xf3;buf[10] = 0x98;buf[11] = 0x48;//memcpy(buf_34,buf,strlen(buf)+1);//获取网络接口类型struct ifreq ethreq;strncpy(ethreq.ifr_name, "ens38", IFNAMSIZ);ioctl(sockfd, SIOCGIFINDEX,  &ethreq);//定义一个网络接口变量struct sockaddr_ll sll;bzero(&sll, sizeof(sll));sll.sll_ifindex = ethreq.ifr_ifindex;//发送sendto(sockfd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr *)&sll,sizeof(sll));}if(0 == strcmp(src_mac,"00:53:50:00:2c:59")){//printf("----------A53----------\n");//printf("MAC:[%s]->[%s]\n",src_mac,det_mac);//printf("IP:[%s]->[%s]\n",src_ip,dst_ip);//printf("协议类型：ICMP\n");//printf("\n");//2->1unsigned char buf_21[1500] = "";//目的MAC 80:fa:5b:26:d4:10buf[0] = find_buf_one[0];buf[1] = find_buf_one[1];buf[2] = find_buf_one[2];buf[3] = find_buf_one[3];buf[4] = find_buf_one[4];buf[5] = find_buf_one[5];//源MAC 00:0c:29:f3:98:3e  buf[6] = 0x00;buf[7] = 0x0c;buf[8] = 0x29;buf[9] = 0xf3;buf[10] = 0x98;buf[11] = 0x3e;//memcpy(buf_34,buf,strlen(buf)+1);//获取网络接口类型struct ifreq ethreq;strncpy(ethreq.ifr_name, "ens33", IFNAMSIZ);ioctl(sockfd, SIOCGIFINDEX,  &ethreq);//定义一个网络接口变量struct sockaddr_ll sll;bzero(&sll, sizeof(sll));sll.sll_ifindex = ethreq.ifr_ifindex;//发送sendto(sockfd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr *)&sll,sizeof(sll));}}}else if(mac_type == 0x0806){unsigned char *ip_buf = buf + 14;//源ip、目的ipchar src_ip[16] = "";char dst_ip[16] = "";inet_ntop(AF_INET,(void *)ip_buf+14,src_ip,16);inet_ntop(AF_INET,(void *)ip_buf+24,dst_ip,16);//将接收RP的应答包，将其ip与mac保存在数据库中，方便组装icmpunsigned short arp_accept = ntohs(*(unsigned short * )(ip_buf+6));if(2 == arp_accept){int mac_flag = 0;//再插入数据库之前，先判断有没有一样的IP和MACret == sqlite3_get_table(db,"select * from person;",&dbResult,&nrow,&ncolumn,&errmsg);if(ret==SQLITE_OK){int i,j,index;index=ncolumn;for(i=0;i<nrow;i++){for(j=0;j<ncolumn;j++){if(strcmp(src_ip,dbResult[index])== 0){if(strcmp(src_mac,dbResult[index+1])==0){printf("数据库中已有此arp缓存，无需添加\n");}else{printf("IP对应的mac更改了！\n");char update_buf[128]="";sprintf(update_buf,"updata person set mac = '%s' where ip = '%s';",src_mac,src_ip);}}else{//取出其应答包的源MAC和源IPchar str[128]="";sprintf(str,"insert into person values('%s','%s');",src_ip,src_mac);sqlite3_get_table(db,str,&dbResult,&nrow,&ncolumn,&errmsg);}index++;}}} }}}
}

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