sendto()仅本地主机可用，跨真实IP调用返回-1求助

我是一名网络编程新手，尝试解决问题却毫无头绪，希望得到帮助。在Linux环境下，我编写的代码在源地址和目标地址均设为localhost时可正常运行，但使用localhost以外的真实IP地址时，sendto()调用返回-1。我不知道如何获取该错误的详细信息，也不清楚导致返回-1的原因。此外，我发现sizeof(sin)的返回值仅为16，不确定这是否正常；同时想了解如何让编译器输出更多错误相关信息。以下是我的代码：

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <netinet/tcp.h>
#include <arpa/inet.h>

#define MAX_PACKET_SIZE 4096

u_int32_t src_addr, dst_addr;
u_int16_t src_port, dst_port;


unsigned short csum (unsigned short *buf, int nwords)
{
    unsigned long sum;
    for (sum = 0; nwords > 0; nwords--)
        sum += *buf++;
    sum = (sum >> 16) + (sum & 0xffff);
    sum += (sum >> 16);
    return (unsigned short)(~sum);
}

void setup_ip_header(struct iphdr *iph)
{
    iph->saddr = src_addr;                          // SOURCE IP ADDRESS 
    iph->daddr = dst_addr;                          // TARGET IP ADDRESS

    iph->ihl = 5;
    iph->version = 4;
    iph->tos = 0;
    iph->tot_len = htons(sizeof(struct iphdr) + sizeof(struct tcphdr));
    iph->id = htonl(54321); /*setup any arbitrary number for id */
    iph->frag_off = 0;
    iph->ttl = MAXTTL;
    iph->protocol = 6; /* upper layer protocol, TCP*/
    iph->check = 0;

}

void setup_tcp_header(struct tcphdr *tcph)
{
    tcph->source = htons(src_port);                 // SOURCE PORT
    tcph->dest = htons(dst_port);                   // TARGET PORT

    tcph->seq = random();
    tcph->ack_seq = 0;
    tcph->res2 = 0;
    tcph->doff = 5;
    tcph->syn = 1;
    tcph->window = htonl(65535);
    tcph->check = 0;
    tcph->urg_ptr = 0;
}



int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);

    struct sockaddr_in sin;                                         

    const char *src_addr_str = "192.168.1.50";
    src_addr = inet_addr(src_addr_str);
    src_port = 777;

    const char *dst_addr_str = "192.168.1.51";
    dst_addr = inet_addr(dst_addr_str);
    dst_port = 888;

    char datagram[MAX_PACKET_SIZE];
    struct iphdr *iph = (struct iphdr *)datagram;
    struct tcphdr *tcph = (struct tcphdr *)((u_int8_t *)iph + (5 * sizeof(u_int32_t)));
   
    char new_ip[sizeof "255.255.255.255"];


    int src_socket = socket(PF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_TCP);       

    if(src_socket < 0){
        fprintf(stderr, "Could not open raw socket.\n");
        exit(-1);
    }

    /* a IP_HDRINCL call, to make sure that the kernel knows
    *     the header is included in the data, and doesn't insert
    *     its own header into the packet before our data
    */
    int tmp = 1;
    const int *val = &tmp;
    if(setsockopt(src_socket, IPPROTO_IP, IP_HDRINCL, val, sizeof (tmp)) < 0){
        fprintf(stderr, "Error: setsockopt() - Cannot set HDRINCL!\n");
        exit(-1);
    }


    // SETUP DETAILS ABOUT THE TARGET MACHINE
    sin.sin_family = AF_INET;
    sin.sin_addr.s_addr = dst_addr;
    sin.sin_port = htons(dst_port);

    // Clear the data
    memset(datagram, 0, MAX_PACKET_SIZE);

    // Set appropriate fields in headers
    setup_ip_header(iph);
    setup_tcp_header(tcph);

    iph->check = csum ((unsigned short *) datagram, iph->tot_len >> 1);


    for(;;){

        int ret = sendto(src_socket, datagram, iph->tot_len, 0, (struct sockaddr *) &sin, sizeof(sin));

        if(ret == -1)
        {
            fprintf(stderr, "sendto() error!!!.\n");
        }
        else
        {
            fprintf(stdout, "Flooding %s at %u...\n", dst_addr_str , dst_port);
        }

       
        sleep(1);

    }


    return 0;
}

1. 获取sendto()的详细错误信息 #

Linux系统调用失败时会通过全局变量errno存储错误码，可通过以下两种方式获取错误描述：

• 使用perror()：直接输出错误原因到标准错误流
• 使用strerror(errno)：将错误码转换为字符串，配合fprintf自定义输出格式

修改代码中的错误处理部分：

#include <errno.h>  // 必须包含此头文件

// ...

if(ret == -1)
{
    // 方式1：直接输出错误
    perror("sendto() failed");
    // 方式2：自定义输出格式
    fprintf(stderr, "sendto() error: %s\n", strerror(errno));
}

2. sendto()返回-1的常见原因及代码修正 #

权限不足 #

Raw socket需要root权限才能创建，普通用户运行程序会失败。执行程序时需加sudo：

sudo ./your_program

MAXTTL未定义 #

代码中iph->ttl = MAXTTL;使用了未定义的宏，编译时会产生警告，运行时会赋值随机值导致数据包被路由丢弃。添加定义：

#define MAXTTL 64  // 在头部#define区域添加

TCP校验和未正确计算 #

仅计算IP头校验和是不够的，TCP头的tcph->check为0会导致数据包被目标主机或中间设备丢弃。TCP校验和需要包含伪头部，修正代码：
在setup_tcp_header后添加校验和计算逻辑：

// 定义TCP伪头部
struct pseudo_header {
    u_int32_t src_addr;
    u_int32_t dst_addr;
    u_int8_t zero;
    u_int8_t protocol;
    u_int16_t tcp_len;
};

// 构造校验和缓冲区
char tcp_checksum_buf[sizeof(struct pseudo_header) + sizeof(struct tcphdr)];
struct pseudo_header *pseudo = (struct pseudo_header *)tcp_checksum_buf;

pseudo->src_addr = src_addr;
pseudo->dst_addr = dst_addr;
pseudo->zero = 0;
pseudo->protocol = IPPROTO_TCP;
pseudo->tcp_len = htons(sizeof(struct tcphdr));

// 复制TCP头到缓冲区
memcpy(tcp_checksum_buf + sizeof(struct pseudo_header), tcph, sizeof(struct tcphdr));

// 计算TCP校验和
tcph->check = csum((unsigned short *)tcp_checksum_buf, (sizeof(struct pseudo_header) + sizeof(struct tcphdr)) / 2);

冗余的QCoreApplication #

代码中引入了Qt的QCoreApplication，但程序是纯C的raw socket代码，不需要Qt库，这会导致编译需要链接Qt，还可能引发不必要的初始化问题。删除这一行：

// QCoreApplication a(argc, argv);  // 删掉此行

源IP地址不合法 #

如果你的机器没有配置192.168.1.50这个IP，手动指定该源IP会导致内核拒绝发送数据包。确保源IP是本机实际存在的IP地址。

3. sizeof(sin)返回16是否正常 #

完全正常。Linux下struct sockaddr_in的结构定义为：

struct sockaddr_in {
    sa_family_t    sin_family;  // 2字节，地址族AF_INET
    in_port_t      sin_port;    // 2字节，端口号（网络字节序）
    struct in_addr sin_addr;    // 4字节，IP地址
    unsigned char  sin_zero[8]; // 8字节，填充至struct sockaddr的大小
};

总和为2+2+4+8=16字节，所以sizeof(sin)返回16符合定义。

4. 让编译器输出更多错误/警告信息 #

使用GCC编译时，添加以下参数可获取更详细的编译信息：

• -Wall：开启所有基本警告
• -Wextra：开启额外的警告选项
• -Werror：将警告视为错误（可选，强制修正潜在问题）
• -g：生成调试信息，方便用gdb调试

编译命令示例：

gcc -Wall -Wextra -g your_code.c -o your_program

内容的提问来源于stack exchange，提问作者X-Maki