SCTP编程

偏执的太偏执、 2024-04-19 13:36 3阅读 0赞

1. 简介  
SCTP是为了在IP网上传输信令而由IETF的信令传输工作组(SIGTRAN)提出的传输层协议（RFC2960，RFC4960）。和TCP，UDP相比， UDP是无连接的传输协议,它能满足低延迟的要求,但是它却无法保证可靠传输。TCP能保证数据可靠传输,但是它也不能完全符合信令传输的要求;TCP套接字不支持多宿性;TCP是面向比特流的,将数据传输当作是没有结构的字节序列。   
  
2. SCTP的基本概念

*  多宿性(multi-homing)

多宿是指一个SCTP 端点可以通过多个IP地址到达,这样两个SCTP端点在建立了关联后,数据可以通过不    同的物理通路进行传送。也就是说，当一条通路坏掉后，可以通过另一条通路到达对端。

*  多流性(multi-streaming)

由于采用多个流进行传输而且各个流相互独立，这样当一个流中的数据包需要重传，其他流中的数据可以    继续传输， 解决了在TCP单流中容易出现的队头阻塞现象（head-of-line).

*  安全机制

SCTP采用“四次握手”的连接建立方式和COOKIE机制消除了SYN攻击的威胁, Cookie机制设立的主要用意    是将状态信息存储在客户端或者网络上,而非服务器内存中,它的使用将服务器资源预留的时间推迟到了  
    Cookie带回完整的鉴别信息后。这是一种简单有效的防御DoS攻击的方法。  
  
3. SCTP编程  
  
Linux内核从2.6已经支持SCTP协议栈了，而且也提供了套接口(socket), SCTP的套接口两类：一对一(类似TCP)和一对多(类似UDP)。

*  一对一

然后客户端可以用connect()连接服务器, write(), read()读写，close()关闭套接口  
    服务器端用bind()绑定端口，listen()监听，accept()接受连接，write()/read()读写，  
    close()  关闭，这和普通TCP程序是相同的。

*  一对多

一对多方式的SCTP编程和UDP类似，打开的是SCTP的有序分组接口：  
    socket(AF\_INET, SOCK\_SEQPACKET, IPPROTO\_SCTP)  
    用的socket(), bin(), listen(), close()等函数和原来一样，但发送接收数据是用  
    sctp\_sendto()，sctp\_sendmsg()和sctp\_recvmsg()这些SCTP专用函数。  
  
4. 例子  
  
   为了使用方便使用SCTP的套接口，如下的文件需要安装：  
  
    rpm -ivh lksctp-tools-1.0.7-1.i386.rpm  
  
    可以用wget在http://downloads.sourceforge.net/lksctp下面download.  
    
    客户端源代码(sctpclnt.c)：

<table style="border-collapse:collapse;"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> <code>#include &lt;stdio.h&gt; #include &lt;stdlib.h&gt; #include &lt;string.h&gt; #include &lt;unistd.h&gt; #include &lt;sys/socket.h&gt; #include &lt;sys/types.h&gt; #include &lt;netinet/in.h&gt; #include &lt;netinet/sctp.h&gt; #include &lt;arpa/inet.h&gt; #include "common.h" int main() { &nbsp;&nbsp;int connSock, in, i, ret, flags; &nbsp;&nbsp;struct sockaddr_in servaddr; &nbsp;&nbsp;struct sctp_status status; &nbsp;&nbsp;struct sctp_sndrcvinfo sndrcvinfo; &nbsp;&nbsp;struct sctp_event_subscribe events; &nbsp;&nbsp;struct sctp_initmsg initmsg; &nbsp;&nbsp;char buffer[MAX_BUFFER+1]; &nbsp;&nbsp;/* Create an SCTP TCP-Style Socket */ &nbsp;&nbsp;connSock = socket( AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_SCTP ); &nbsp;&nbsp;/* Specify that a maximum of 5 streams will be available per socket */ &nbsp;&nbsp;memset( &amp;initmsg, 0, sizeof(initmsg) ); &nbsp;&nbsp;initmsg.sinit_num_ostreams = 5; &nbsp;&nbsp;initmsg.sinit_max_instreams = 5; &nbsp;&nbsp;initmsg.sinit_max_attempts = 4; &nbsp;&nbsp;ret = setsockopt( connSock, IPPROTO_SCTP, SCTP_INITMSG, &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&amp;initmsg, sizeof(initmsg) ); &nbsp;&nbsp;/* Specify the peer endpoint to which we'll connect */ &nbsp;&nbsp;bzero( (void *)&amp;servaddr, sizeof(servaddr) ); &nbsp;&nbsp;servaddr.sin_family = AF_INET; &nbsp;&nbsp;servaddr.sin_port = htons(MY_PORT_NUM); &nbsp;&nbsp;servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr( "127.0.0.1" ); &nbsp;&nbsp;/* Connect to the server */ &nbsp;&nbsp;ret = connect( connSock, (struct sockaddr *)&amp;servaddr, sizeof(servaddr) ); &nbsp;&nbsp;/* Enable receipt of SCTP Snd/Rcv Data via sctp_recvmsg */ &nbsp;&nbsp;memset( (void *)&amp;events, 0, sizeof(events) ); &nbsp;&nbsp;events.sctp_data_io_event = 1; &nbsp;&nbsp;ret = setsockopt( connSock, SOL_SCTP, SCTP_EVENTS, &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;(const void *)&amp;events, sizeof(events) ); &nbsp;&nbsp;/* Read and emit the status of the Socket (optional step) */ &nbsp;&nbsp;in = sizeof(status); &nbsp;&nbsp;ret = getsockopt( connSock, SOL_SCTP, SCTP_STATUS, &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;(void *)&amp;status, (socklen_t *)&amp;in ); &nbsp;&nbsp;printf("assoc id = %d\n", status.sstat_assoc_id ); &nbsp;&nbsp;printf("state = %d\n", status.sstat_state ); &nbsp;&nbsp;printf("instrms = %d\n", status.sstat_instrms ); &nbsp;&nbsp;printf("outstrms = %d\n", status.sstat_outstrms ); &nbsp;&nbsp;/* Expect two messages from the peer */ &nbsp;&nbsp;for (i = 0 ; i &lt; 2 ; i++) { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;in = sctp_recvmsg( connSock, (void *)buffer, sizeof(buffer), &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;(struct sockaddr *)NULL, 0, &amp;sndrcvinfo, &amp;flags ); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;if (in &gt; 0) { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;buffer[in] = 0; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;if (sndrcvinfo.sinfo_stream == LOCALTIME_STREAM) { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;printf("(Local) %s\n", buffer); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;} else if (sndrcvinfo.sinfo_stream == GMT_STREAM) { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;printf("(GMT ) %s\n", buffer); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;} &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;} &nbsp;&nbsp;} &nbsp;&nbsp;/* Close our socket and exit */ &nbsp;&nbsp;close(connSock); &nbsp;&nbsp;return 0; } </code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

服务器端源代码(sctpsrvr.c)：

<table style="border-collapse:collapse;"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> <code>#include &lt;stdio.h&gt; #include &lt;stdlib.h&gt; #include &lt;string.h&gt; #include &lt;unistd.h&gt; #include &lt;time.h&gt; #include &lt;sys/socket.h&gt; #include &lt;sys/types.h&gt; #include &lt;netinet/in.h&gt; #include &lt;netinet/sctp.h&gt; #include "common.h" int main() { &nbsp;&nbsp;int listenSock, connSock, ret; &nbsp;&nbsp;struct sockaddr_in servaddr; &nbsp;&nbsp;struct sctp_initmsg initmsg; &nbsp;&nbsp;char buffer[MAX_BUFFER+1]; &nbsp;&nbsp;time_t currentTime; &nbsp;&nbsp;/* Create SCTP TCP-Style Socket */ &nbsp;&nbsp;listenSock = socket( AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_SCTP ); &nbsp;&nbsp;/* Accept connections from any interface */ &nbsp;&nbsp;bzero( (void *)&amp;servaddr, sizeof(servaddr) ); &nbsp;&nbsp;servaddr.sin_family = AF_INET; &nbsp;&nbsp;servaddr.sin_addr.s_addr = htonl( INADDR_ANY ); &nbsp;&nbsp;servaddr.sin_port = htons(MY_PORT_NUM); &nbsp;&nbsp;ret = bind( listenSock, (struct sockaddr *)&amp;servaddr, sizeof(servaddr) ); &nbsp;&nbsp;/* Specify that a maximum of 5 streams will be available per socket */ &nbsp;&nbsp;memset( &amp;initmsg, 0, sizeof(initmsg) ); &nbsp;&nbsp;initmsg.sinit_num_ostreams = 5; &nbsp;&nbsp;initmsg.sinit_max_instreams = 5; &nbsp;&nbsp;initmsg.sinit_max_attempts = 4; &nbsp;&nbsp;ret = setsockopt( listenSock, IPPROTO_SCTP, SCTP_INITMSG, &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&amp;initmsg, sizeof(initmsg) ); &nbsp;&nbsp;/* Place the server socket into the listening state */ &nbsp;&nbsp;listen( listenSock, 5 ); &nbsp;&nbsp;/* Server loop... */ &nbsp;&nbsp;while( 1 ) { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;/* Await a new client connection */ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;printf("Awaiting a new connection\n"); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;connSock = accept( listenSock, (struct sockaddr *)NULL, (int *)NULL ); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;/* New client socket has connected */ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;/* Grab the current time */ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;currentTime = time(NULL); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;/* Send local time on stream 0 (local time stream) */ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;snprintf( buffer, MAX_BUFFER, "%s\n", ctime(&amp;currentTime) ); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;ret = sctp_sendmsg( connSock, (void *)buffer, (size_t)strlen(buffer), &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;NULL, 0, 0, 0, LOCALTIME_STREAM, 0, 0 ); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;/* Send GMT on stream 1 (GMT stream) */ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;snprintf( buffer, MAX_BUFFER, "%s\n", asctime( gmtime( &amp;currentTime ) ) ); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;ret = sctp_sendmsg( connSock, (void *)buffer, (size_t)strlen(buffer), &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;NULL, 0, 0, 0, GMT_STREAM, 0, 0 ); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;/* Close the client connection */ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;close( connSock ); &nbsp;&nbsp;} &nbsp;&nbsp;return 0; } </code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

分别编译sctpclnt.c, sctpsrvr.c:  
  
gcc -Wall -o sctpclnt sctpclnt.c -lsctp  
gcc -Wall -o sctpsrvr sctpsrvr.c -lsctp  
  
分别运行sctpsrvr和sctpclnt, 使用ethereal(wireshark)或者tcpdump来抓包。附件就是我抓的IP数据包。

*  多宿性(multi-homing)

*  多流性(multi-streaming)

*  安去机制

CTP采用“四次握手”的连接建立方式和COOKIE机制消除了SYN攻击的威胁, Cookie机制设立的主要用意    是将状态信息存储在客户端或者网络上,而非服务器内存中,它的使用将服务器资源预留的时间推迟到了  
    Cookie带回完整的鉴别信息后。这是一种简单有效的防御DoS攻击的方法。  
  
3. SCTP编程  
  
Linux内核从2.6已经支持SCTP协议栈了，而且也提供了套接口(socket), SCTP的套接口两类：一对一(类似TCP)和一对多(类似UDP)。

*  一对一

*  一对多

服务器端源代码(sctpsrvr.c)：

转载于:https://my.oschina.net/alphajay/blog/4727