随着互联网的不断发展，网络应用程序的需求也越来越高。在实现网络应用程序时，网络编程就是一项必不可少的技能。然而，对于许多开发者而言，网络编程一直是一个复杂而难以掌握的领域。为了解决这一难题，经过许多年的发展，Libnet成为了一种广泛使用的网络编程库。

　　本文将向大家介绍如何，旨在帮助那些希望从事网络应用程序开发的初学者们，让他们更加快速和容易地应用Libnet构建出高效的网络应用程序。

　　一、Libnet概述

　　Libnet是一个由Mike D. Schiffman编写的轻量级C库，它提供了一组API，用于构建和发送网络数据包。该库已经被广泛使用，并在许多开源项目中得到了应用。Libnet支持构建各种类型的网络数据包，包括Ethernet、IP、TCP、UDP、ICMP等等。它还支持IP碎片与重组以及基于BPF过滤功能。

　　Libnet提供了一种非常简单的方法来构建和发送自定义的网络数据包。Libnet通过提供一组模块化的函数，使得构建网络数据包的过程可以非常容易，而且还能实现高效的网络数据包发送操作。与其他的网络编程库不同，Libnet主要是为了构建和发送网络数据包而设计的，因此，开发者不需要关心底层的协议细节。

　　二、Libnet的安装与使用

　　首先，下载最新的Libnet源代码，然后使用下面的命令进行编译和安装：

　　```

　　./configure --prefix=/usr/local/libnet

　　make && make install

　　```

　　此时，Libnet已经安装到了/usr/local/libnet目录下。

　　在开始使用Libnet之前，通常需要使用一些设置函数来设置还原/序列化网络设备的选项。例如，可以通过下面的代码来设置写入句柄的选项：

　　```

　　ln_wih = libnet_init(LIBNET_LINK, dev, errbuf);

　　```

　　这里的dev表示网络设备的名称，比如说"eth0"，errbuf是一个用于存储错误信息的缓冲区。

　　在得到一个Libnet写入句柄之后，可以使用libnet_build_XXX()函数来构建网络数据包。比如说，构建一个简单的TCP数据包，可以使用下面的代码：

　　```

　　packet = libnet_build_tcp(srcport, dstport, seq, ack, 0x50, 0, 0, 0xFFFF, 0, 0, 0, 0, ln_packet, 0);

　　```

　　在这里，我们使用libnet_build_tcp()函数来构建一个TCP数据包。此函数的第一个参数表示源端口号，第二个参数表示目标端口号，第三个参数是序列号，第四个参数是确认号，第五个参数是TCP标志，比如说SYN、ACK、FIN等等。在代码中，为了方便，我们直接使用了十六进制数0x50表示TCP标志，它表示状态位是0x10|0x02，也就是SYN与ACK都被置为1。在函数的最后一个参数中，我们指定利用我们前面创建的写入句柄来完成构建TCP数据包的操作。

　　最后，我们使用libnet_write()函数来发送构建好的数据包。

　　```

　　ret = libnet_write(ln_wih);

　　```

　　当然，在使用Libnet构建网络应用程序时，这只是一个简单的例子。Libnet提供的函数有很多，需要根据具体的需求来选择。

　　三、使用Libnet构建高效网络应用程序的技巧与方法

　　在使用Libnet构建高效网络应用程序时，需要注意以下几个要点。

　　1. 利用缓冲区

　　在构建网络应用程序时，以太网帧是通过设备向操作系统内核中的输出队列发送的，然后再发送到网络。当发送速度快于接收速度的时候，输出队列会发生溢出，从而发生封包丢失。为了解决这个问题，Libnet提供了缓冲区功能，可以将封包暂时缓存到缓冲区中，而不是直接发送到网络。这样，可以在队列满时将所有数据一次性发送到操作系统内部。这样，封包丢失的概率就会大大降低。

　　利用缓冲区的原理很简单：通过分配一块内存作为缓冲区，在将数据包发送到网卡之前，将所有数据包都存放在缓冲区中。缓冲区可以优化网络数据输出，使数据发送更加稳定、高效。下面是使用缓冲区的示例代码：

　　```

　　#define MAX_PACKET 65535

　　#define MAX_BUF 65535

　　int main(int argc, char **argv) {

　　 int i = 0, c = 0;

　　 int lin_tih = -1, ret = -1;

　　 char *payload = "x00x01x01x00x01x00x00x00x00x00x00x07x5fx76x6ex63x5fx75x64x70x05x6cx6fx63x61x6cx00x00x01x00x01"

　　 char errbuf[LIBNET_ERRBUF_SIZE];

　　 char buf[MAX_BUF];

　　 memset(buf, 0, MAX_BUF);

　　 signal(SIGINT, sig_handler);

　　 lin_tih = libnet_init(LIBNET_RAW4, "eth0", errbuf);

　　 while (1) {

　　 c = read(0, buf, MAX_BUF);

　　 if (c <= 0) break;

　　 while (c > 0) {

　　 if (c > MAX_PACKET) i = MAX_PACKET;

　　 else i = c;

　　 i = libnet_socket_send(lin_tih, payload, i);

　　 if (i < 0) {

　　 perror("libnet_write");

　　 exit(EXIT_FAILURE);

　　 }

　　 c -= i;

　　 payload += i;

　　 }

　　 libnet_flush(lin_tih);

　　 }

　　 libnet_destroy(lin_tih);

　　 return 0;

　　}

　　```

　　在代码中，我们首先定义了一个缓冲区，然后使用libnet_init()函数对Libnet进行初始化。在进行读取数据之后，我们先将数据存入缓冲区，而不是直接发送到网络中，最后调用libnet_flush()函数一次性将缓冲区中的所有数据写入网络中。

　　2. 网络数据包的加密与解密

　　在构建高效网络应用程序时，加密和解密是一项非常重要的技巧，它能够极大地提高网络数据的安全性。在Libnet中，可以利用openssl来进行加密和解密操作，主要是通过openssl的EVP模块来实现的。下面是一个简单的示例程序，它用来对一个数据流进行AES加密：

　　```

　　#include

　　#define AES_BLOCK_SIZE 16

　　int encrypt_parse(char *input, char *output, AES_KEY *key) {

　　 uint8_t ivec[AES_BLOCK_SIZE];

　　 memset(ivec, 0, sizeof(ivec));

　　 AES_cfb128_encrypt(input, output, len, key, ivec, &num);

　　 return num;

　　}

　　int main(int argc, char *argv[]) {

　　 AES_KEY key;

　　 int len = 0, num = 0;

　　 char input[1024] = "This is a test";

　　 char output[1024];

　　 unsigned char ckey[] = "this is a test key";

　　 memset(output, 0, sizeof(output));

　　 AES_set_encrypt_key(ckey, 128, &key);

　　 len = strlen(input);

　　 num = encrypt_parse(input, output, &key);

　　 printf("Original length: %d Cipher length: %d ", len, num);

　　 return 0;

　　}

　　```

　　在代码中主要实现了一种基于AES算法的加密方法，它能够加密一个数据流，并输出加密之后的结果。其实现原理可以简单总结为：

　　1、初始化一个AES加密的密钥；

　　2、利用AES算法进行加密，得到一个加密后的密文。

　　关于网络数据包的解密操作，其实也是一个类似的过程，只需要用openssl提供的相应的解密函数来实现即可。

　　3. 基于Libnet的网络流量统计

　　如果想要进行网络安全监管，就需要进行网络流量统计。在Libnet中，提供了一种非常便捷的方法，能够帮助程序员进行网络流量的实时监控和统计。下面是一个简单的示例程序，可以用来输出网卡发出和接收到的包的数量：

　　```

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#include

　　#define MAX_PACKET 1024

　　#define PROMISCUOUS 1

　　#define USE_FILTER 0

　　int main(int argc, char *argv[]) {

　　 int res = 1, len = 0, i = 0;

　　 int count = 0, count_in = 0, count_out = 0;

　　 char errbuf[1024];

　　 libnet_t *task = NULL;

　　 libnet_ptag_t udp = 0;

　　 libnet_ptag_t ip = 0;

　　 libnet_ptag_t eth = 0;

　　 uint8_t eth_dst[6] = {0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00};

　　 uint8_t eth_src[6] = {0x50, 0x60, 0x70, 0x80, 0x90, 0xa0};

　　 uint8_t ip_dst[4] = {10, 0, 0, 1};

　　 uint8_t ip_src[4] = {192, 168, 1, 1};

　　 uint16_t udp_dst = 2500;

　　 uint16_t udp_src = 1500;

　　 uint8_t payload[MAX_PACKET] = {0};

　　 // 初始化Libnet

　　 task = libnet_init(LIBNET_LINK, "eth0", errbuf);

　　 // 构建Ethernet帧

　　 eth = libnet_build_ethernet(

　　 eth_dst, // 目标MAC地址

　　 eth_src, // 源MAC地址

　　 ETHERTYPE_IP,// Ethernet类型字段

　　 NULL,

　　 0,

　　 task, -1);

　　 if (eth == -1) {

　　 printf("Building Ethernet frame failed: %s ", libnet_geterror(task));

　　 goto OUT;

　　 }

　　 // 构建IP数据报

　　 ip = libnet_build_ipv4(

　　 LIBNET_IPV4_H + LIBNET_UDP_H + MAX_PACKET, // 总长度

　　 0, // TOS

　　 242, // Identification

　　 0, // Flags

　　 64, // TTL

　　 IPPROTO_UDP, // Protocol

　　 0, // Checksum

　　 ip_src, // 源IP地址

　　 ip_dst, // 目标IP地址

　　 NULL, // Payload

　　 0, // Payload长度

　　 task, 0);

　　 if (ip == -1) {

　　 printf("Building IP datagram failed: %s ", libnet_geterror(task));

　　 goto OUT;

　　 }

　　 // 构建UDP数据报

　　 udp = libnet_build_udp(

　　 udp_src, // 源端口号

　　 udp_dst, // 目标端口号

　　 LIBNET_UDP_H + MAX_PACKET, // 数据报长度

　　 0, // 校验和

　　 payload, // 数据报内容

　　 MAX_PACKET, // 数据报长度

　　 task, 0);

　　 if (udp == -1) {

　　 printf("Building UDP datagram failed: %s ", libnet_geterror(task));

　　 goto OUT;

　　 }

　　 for (i = 0; i < 100000; i++) {

　　 memset(payload, i % 256, sizeof(payload));

　　 len = libnet_write(task);

　　 if (len != -1) {

　　 count_out++;

　　 }

　　 len = read(STDIN_FILENO, payload, MAX_PACKET);

　　 len = libnet_write(task);

　　 if (len != -1) {

　　 count_in++;

　　 }

　　 count++;

　　 usleep(100000);

　　 }

　　 printf("Sent %d packets, %d IN packets, %d OUT packets ", count, count_in, count_out);

　　 res = 0;

　　 // 清空网络缓存

　　OUT:

　　 libnet_destroy(task);

　　 return res;

　　}

　　```

　　在代码中，我们首先初始化了Libnet，然后构建了Ethernet帧、IP数据报和UDP数据报，并使用libnet_write()函数将数据包发送到网络中。在在程序运行过程中，不断地发送和接收数据包，并记录发送和接收的数据包数量。最后，程序将发送和接收的数据包数量统计输出。

　　四、总结

　　随着互联网和网络技术的不断发展，网络应用程序开发的需求和重要性日益提升。在这种情况下，Libnet作为一种便捷的网络编程库，为网络应用程序开发者们提供了一系列有效的工具和方法，来构建高效网络应用程序，并实现网络数据包的构建、加密、解密和监控。本文向大家介绍了许多利用Libnet构建高效网络应用程序的技巧和方法，希望能够帮助大家更好地利用Libnet来改善网络编程的开发效率和开发质量。