如何用Python Socket获取完整的L2至L7网络数据？

需求说明 #

我想要写一个简单的Python服务器，能接收任意来源的连接，解析包含以太网头部在内的完整网络帧，服务器收到帧后不需要维护连接或关注客户端状态（类似Wireshark的帧捕获能力，可视化部分不在本次需求内）。后续还需要支持捕获多帧序列，但不想自己处理TCP握手这类底层流程。

现有套接字方案的局限 #

• 传统AF_INET/SOCK_STREAM套接字：只能获取数据载荷，拿不到网络层、链路层的头部信息，满足不了需求
• AF_INET/SOCK_RAW套接字：可以获取L3（网络层）、L4（传输层）头部及数据，但无法捕获以太网头部（L2）
• AF_PACKET/SOCK_RAW套接字：理论上能获取从L2到L7的完整帧，但使用这种套接字时，网卡不会处理连接建立流程。当客户端正常发送TCP/UDP连接请求时，服务器不仅收不到数据，客户端还会报连接拒绝错误。

代码示例 #

客户端代码（client.py） #

这个代码可以和普通回显服务器正常通信：

import socket

HOST = '192.168.0.95'
PORT = 5000

with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) as s:
    s.connect((HOST, PORT))
    s.sendall(b'Hello, world')

测试服务器代码（server.py） #

import socket

PORT = 5000

ETH_P_ALL = 3
ETH_P_IP = 0x800 # 从其他答案复制的，不确定具体用途

s = socket.socket(socket.AF_PACKET, socket.SOCK_RAW, socket.htons(ETH_P_ALL))
s.bind(('wlp0s20f3', 5000)) # 绑定到指定网卡，因为原始套接字绑定的是接口而非IP地址
# 注：用回环接口(lo)经常会报管道破裂/连接拒绝，这个网卡目前没报错，但也收不到任何数据

while True:
    print(s.recvfrom(4096))

遇到的问题 #

• 上述服务器代码始终无法接收数据，客户端执行时会报错ConnectionRefusedError: [Errno 111] Connection refused
• 尝试改用AF_PACKET/SOCK_RAW套接字作为客户端发送数据，Wireshark能抓到数据包，但服务器还是收不到

核心疑问 #

我是否应该继续使用AF_PACKET/SOCK_RAW套接字？或者有没有其他方法可以捕获完整的L2到L7请求？

内容的提问来源于stack exchange，提问作者CD1210