Socket in Linux C

最近给自己的c2编写命令控制、文件传输模块，需要使用到socket编程

在这做一下socket简单使用的总结

0x00 头文件及其主要函数、结构体

结构体

struct sockaddr_in {
    sa_family_t sin_family;
    in_port_t    sin_port;
    struct in_addr    sin_addr;
    unsinged char sin_zero[8];
};

• getsockopt()
• setsockopt()
  • 获取、设置套接字属性，比如超时时间、调试信息、socket类型、缓存大小等等
• htonl()、ntohl()、htons()、ntohs()
  • 用于网络字节序和主机字节序的转换
  • h->host，n->network，l->long，s->short
• 宏定义
  • 用于connect()、sendmsg()、sendto()
    • INADDR_ANY：本地地址
    • INADDR_BROADCAST

承接<netinet/in.h>和<inttypes.h>

• htonl()、ntohl()、htons()、ntohs()等等在<netinet/in.h>中的函数、类型
• uint32_t、uint16_t等在<inttypes.h>的类型

重要函数

struct in_addr中的sin_addr我们默认已经转为网络序

结构体

struct sockaddr {
    short int sa_family;
    char sa_data[14];
};

函数

除去上面的函数，在client（客户端）还可能会用到read和write

• write和send、read和recv之间的差距就在flags，推荐直接阅读manual
• send和sendto之间区别

下面展示一个最基础的C&S结构

0x01 Server

固定步骤：

获取socket标识符->填充sockaddr->bind绑定IP->listen监听端口->

accept接受请求->使用send/recv进行交互

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#define LISTEN_NUM 3
/* 套接字描述符 */
int sock_fd;
/* 全局网络地址结构体 */
struct sockaddr_in g_adr;
int main(int argc, char *argv[]) 
{
  int errno = 0;
    /* 获取套接字 */
    if ((sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
        printf("[-] Get socket failed\n");
        errno = -1;
        goto err;
  }
    printf("[+] Get socket descriptor %d successfully\n", sock_fd); 
    bzero((void *)&g_adr, sizeof(g_adr));
    /* 填充网络地址结构体 */
    g_adr.sin_family = AF_INET; 
    g_adr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
    g_adr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    if (bind(sock_fd, (struct sockaddr*)(&g_adr), 
        sizeof(g_adr)) == -1) {
        printf("[-] Bind failed\n");
        errno = -2;
        goto err;
    }
    printf("[+] Bind successfully\n");
    /* 开始监听，设置监听数量 */
    if (listen(sock_fd, LISTEN_NUM) < 0) {
        printf("[-] Listen failed\n");
        errno = -3;
        goto err;
    }
    printf("[+] Listen successfully\n");
    /* 在这个无限循环中， 我们会使用accept接受来自客户端的请求 */
    char buffer[1024];
    while (1) {
        memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
        int req_fd;
        struct sockaddr_in req_adr;
        socklen_t len = sizeof(struct sockaddr_in);
        bzero(&req_adr, sizeof(struct sockaddr_in));
        /* 用req_fd作为本次连接的socket标识符，req_adr来获取请求网络地址端口等 */
        req_fd = accept(sock_fd, (struct sockaddr*)(&req_adr), &len);
        if (req_fd < 0) {
            printf("[-] Accept failed\n");
            errno = -4;
            goto err;
        }
        printf("[+] Accept successfully\n\n");
        printf("[+] Ip: %s\n[+] Port: %u\n\n", inet_ntoa(req_adr.sin_addr), ntohs(req_adr.sin_port));
        /* 接收数据 */
        recv(req_fd, buffer, sizeof(buffer), 0);
        printf("[!] DATA: %s\n", buffer);
        /* 发送数据 */
        send(req_fd, buffer, sizeof(buffer), 0);
        close(req_fd);
    }
err:
    close(sock_fd);
    return errno;
}

0x02 Client

步骤：

获取socket标识符->填充sockaddr->connect连接服务器->read/write读写数据 进行交互

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#define USAGE "\
Usage:\n\
\tclient ip port\n\n\
have fun!\n"
int sock_fd;
struct sockaddr_in src_adr;
int main(int argc, char *argv[])
{
    int errno = 0;
       /* 参数数量检查 */
    if (argc != 3) {
        printf(USAGE);
        errno = -1;
        goto err;
    }
    /* 获取socket标识符 */
    if ((sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
        printf("[!] can't get a socket fd");
        errno = -2;
        goto err;
    }
    bzero((void *)&src_adr, sizeof(src_adr));
    /* 为了方便观看，这没有做容错处理 */
    /* 填充sockaddr_in结构体，即：设置协议、ip、端口 */
    src_adr.sin_family = AF_INET;
    src_adr.sin_port = htons(atoi(argv[2])); // 这里注意端口是short int，如果误用htonl，则可能被转换为网络序时连不上
    src_adr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
    /* 发送请求，尝试建立连接*/
    int ret = connect(sock_fd, 
        (struct sockaddr *)&src_adr, sizeof(struct sockaddr));
    if (ret < 0) {
        perror("[!] error: socket error\n");
        errno = -3;
        goto err;
    }
    /* 发送数据 */
    char data[20] = "hello shawn!\n";
    ssize_t write_num = write(sock_fd, (void *)data, strlen(data));
    printf("[+] Send data finished\n");
err:
    close(sock_fd);
    return errno;
}

0x03 C2模块化

socket模块化使用，粘包解决方式

下面是c2中M4ster（服务端）的函数调用草图，后续会持续优化。

其中命令执行是所有模块的基础，这里主要分析命令执行和文件传输。

• 文件传输借鉴了ftp协议的实现方式，除了原先命令执行的指令通道1337外，在传输数据的时候还会动态打开4779用户文件传输
• 主动模式
  • C->S
• 被动模式
  • S->C

0x04 Summary

1. 自己实现一遍，是快速上手的要点，哪怕抄一遍
2. 后期推荐学习使用boost库，对coder来说，除了熟悉原理以外，productivity更是一个要下大功夫的提高点

Reference

[0] Structures and Types used by the Sockets Library

[1] Linux c socket编程:简单的客户端(client)和服务端(server)实现

[2] Linux C Socket简单应用

[3] sys/socke.h