計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)+課程設(shè)計(jì)源代碼和實(shí)驗(yàn)報(bào)告+幀封裝、IP數(shù)據(jù)包解析和發(fā)送TCP數(shù)據(jù)包

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)報(bào)告院（系）： 計(jì)算機(jī)學(xué)院 專 業(yè)： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 姓 名： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 2009 年 7 月 4 日計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)之協(xié)議編程實(shí)驗(yàn)一 幀封裝實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?編寫程序，根據(jù)給出的原始數(shù)據(jù)，組裝一個(gè)IEEE 802.3格式的幀（題目）默認(rèn)的輸入文件為二進(jìn)制原始數(shù)據(jù)（文件名分別為input1和input2）。 要求程序?yàn)槊钚谐绦?。比如，可?zhí)行文件名為framer.exe，則命令行形式如下：framer inputfile outputfile，其中，inputfile為原始數(shù)據(jù)文件，outputfile為輸出結(jié)果。 輸出:對(duì)應(yīng)input1和input2得結(jié)

2、果分別為output1和output2。試驗(yàn)要求： 編寫程序，根據(jù)給出的原始數(shù)據(jù)，組裝一個(gè)IEEE 802.3格式的幀（題目）默認(rèn)的輸入文件為二進(jìn)制原始數(shù)據(jù)（文件名分別為input1和input2）。 要求程序?yàn)槊钚谐绦?。比如，可?zhí)行文件名為framer.exe，則命令行形式如下：framer inputfile outputfile，其中，inputfile為原始數(shù)據(jù)文件，outputfile為輸出結(jié)果。輸出:對(duì)應(yīng)input1和input2得結(jié)果分別為output1和output2驗(yàn)設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)：幀：來(lái)源于串行線路上的通信。其中，發(fā)送者在發(fā)送數(shù)據(jù)的前后各添加特殊的字符，使它們成為一個(gè)幀。E

3、thernet從某種程度上可以被看作是機(jī)器之間的數(shù)據(jù)鏈路層連接。按802.3標(biāo)準(zhǔn)的幀結(jié)構(gòu)如下表所示（802.3標(biāo)準(zhǔn)的Ethernet幀結(jié)構(gòu)由7部分組成）802.3標(biāo)準(zhǔn)的幀結(jié)構(gòu)前導(dǎo)碼幀前定界符目的地址源地址長(zhǎng)度字段數(shù)據(jù)字段校驗(yàn)字段7B1B(2/6B)(2/6B)(2B)(長(zhǎng)度可變)(4B)其中，幀數(shù)據(jù)字段的最小長(zhǎng)度為46B。如果幀的LLC數(shù)據(jù)少于46B，則應(yīng)將數(shù)據(jù)字段填充至46B。填充字符是任意的，不計(jì)入長(zhǎng)度字段值中。在校驗(yàn)字段中，使用的是CRC校驗(yàn)。校驗(yàn)的范圍包括目的地址字段、源地址字段、長(zhǎng)度字段、LLC數(shù)據(jù)字段。循環(huán)冗余編碼(CRC)是一種重要的線性分組碼、編碼和解碼方法，具有簡(jiǎn)單、檢錯(cuò)和糾

4、錯(cuò)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，在通信領(lǐng)域廣泛地用于實(shí)現(xiàn)差錯(cuò)控制。CRC校驗(yàn)碼的檢錯(cuò)能力很強(qiáng)，不僅能檢查出離散錯(cuò)誤，還能檢查出突發(fā)錯(cuò)誤。利用CRC進(jìn)行檢錯(cuò)的過(guò)程可簡(jiǎn)單描述如下：在發(fā)送端根據(jù)要傳送的k位二進(jìn)制碼序列，以一定的規(guī)則產(chǎn)生一個(gè)校驗(yàn)用的r位監(jiān)督碼(CRC碼)，附在原始信息的后邊，構(gòu)成一個(gè)新的二進(jìn)制碼序列(共k+r位)，然后發(fā)送出去。在接收端，根據(jù)信息碼和CRC碼之間所遵循的規(guī)則進(jìn)行檢驗(yàn)，以確定傳送中是否出錯(cuò)。這個(gè)規(guī)則在差錯(cuò)控制理論中稱為“生成多項(xiàng)式”。CRC的基本實(shí)現(xiàn)前導(dǎo)碼幀前定界符目的地址源地址長(zhǎng)度字段數(shù)據(jù)字段校驗(yàn)字段7B1B(2/6B)(2/6B)(2B)(長(zhǎng)度可變)(4B)循環(huán)冗余校驗(yàn)碼的特點(diǎn)：（

5、1）CRC校驗(yàn)碼可檢測(cè)出所有單個(gè)錯(cuò)誤。（2）CRC校驗(yàn)碼可檢測(cè)出所有奇數(shù)位錯(cuò)誤。（3）CRC校驗(yàn)碼可檢測(cè)出所有雙位的錯(cuò)誤（4）CRC校驗(yàn)碼可檢測(cè)出所有小于、等于校驗(yàn)位長(zhǎng)度的突發(fā)錯(cuò)誤。（5）CRC校驗(yàn)碼可以的概率檢測(cè)出長(zhǎng)度為(K+1)位的突發(fā)錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)分析： 填充幀頭部字段 要完成一次幀封裝的過(guò)程，首先要完成的就是幀頭部的裝入，這一過(guò)程只要將簽到嗎、定界符、目的地址、源地址、長(zhǎng)度字段的相應(yīng)數(shù)值按順序?qū)懭刖涂梢粤恕Ｆ渲?，長(zhǎng)度字段的值即為要發(fā)送的數(shù)據(jù)的實(shí)際長(zhǎng)度。 填充數(shù)據(jù)字段在填充數(shù)據(jù)字段的過(guò)程中要注意的主要問(wèn)題是數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度。802.3標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了幀數(shù)據(jù)字段的最小長(zhǎng)度為46B，最大長(zhǎng)度為1500B

6、。如果數(shù)據(jù)不足46B，則需要通過(guò)填充0來(lái)補(bǔ)足；若數(shù)據(jù)長(zhǎng)度超過(guò)1500B，則的大獎(jiǎng)超過(guò)部分封裝入下一個(gè)幀進(jìn)行發(fā)送。 CRC校驗(yàn) 幀封裝的最后一步就是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，并將校驗(yàn)結(jié)果記入幀校驗(yàn)字段。程序流程圖：CRC計(jì)算流程圖：序源代碼：#include<iostream.h>#include<fstream.h>#include<stdlib.h>void main(int argc,char*argv) /如果輸入命令行不正確，則輸出提示后退出。 if(argc!=3) cout<<endl<<"請(qǐng)按以下格式輸入：framer

7、inputfile outputfile"<<endl; exit(0); /打開指定的輸出文件，以二進(jìn)制方式打開并可讀可寫，如文件存在，則清除其內(nèi)容。 fstream file(argv2,ios:out|ios:in|ios:binary|ios:trunc,0); for(int i=0;i<7;i+) file.put(char)0xaa); file.put(char)0xab);/寫入B的前導(dǎo)碼和B的幀前定界符。 char des_add=char(0x00),char(0x00),char(0xE4),char(0x86),char(0x3A),cha

8、r(0xDC); file.write(des_add,6);/寫入B的目的地址。 char sor_add=char(0x00),char(0x00),char(0x80),char(0x1A),char(0xE6),char(0x65); file.write(sor_add,6);/寫入B的源地址。 /創(chuàng)建輸入文件流并打開指定的輸入文件，以二進(jìn)制方式打開并可讀。 ifstream infile(argv1,ios:in|ios:binary,0); int length=0; infile.seekg(0,ios:end);/將讀指針移到文件末尾。 length=infile.tellg

9、();/計(jì)算指針偏移量，即為輸入文件的長(zhǎng)度。 unsigned char* data=new unsigned charlength;/創(chuàng)建字符指針并根據(jù)文件長(zhǎng)度初始化。 infile.seekg(0,ios:beg);/將讀指針移到文件開始。 infile.read(data,length);/將文件數(shù)據(jù)讀入到字符指針data中。 file.put(char(length>>8); file.put(char(length&0xff);/將文件長(zhǎng)度值按照逆序?qū)懭氲捷敵鑫募拈L(zhǎng)度字段中。 file.write(data,length);/將data內(nèi)容寫入到輸出文件中。 /

10、如果輸入文件長(zhǎng)度不足B，則用補(bǔ)足B。 if(length<46) for(int j=length;j<46;j+) file.put(char(0x00); file.put(char(0x00);/將數(shù)據(jù)字段后添加個(gè) file.seekg(8,ios:beg);/將讀指針指向目的地址字段，從此處開始CRC計(jì)算 unsigned char ch;/ch用來(lái)保存讀入的字符。 unsigned char crc=char(0x00);/余數(shù)初始值為。 while(1)/進(jìn)行CRC計(jì)算 file.get(ch); if(ch=0xff)/判斷是否到了文件結(jié)尾，如果是，則退出循環(huán)。 br

11、eak; for(i=0;i<8;i+)/對(duì)入讀入的字符的位分別處理。 if(0x80=(crc&(0x80)/當(dāng)前余數(shù)最高位為，需要進(jìn)行除法運(yùn)算。 crc=(crc<<1)&(0xff);/crc左移位，最低位補(bǔ)。 crc=crc|(ch&0x80)>>7);/將輸入數(shù)據(jù)相應(yīng)的值遞補(bǔ)到余數(shù)末位。 crc=crc(0x07);/進(jìn)行除法運(yùn)算，即與除數(shù)的低位相異或。 else/當(dāng)前余數(shù)的最高位為，不需要進(jìn)行除法運(yùn)算。 crc=(crc<<1)&(0xff);/crc左移位，最低位補(bǔ)。 crc=crc|(ch&0x8

12、0)>>7);/將輸入數(shù)據(jù)相應(yīng)位的值遞補(bǔ)到余數(shù)末位。 ch=ch<<1;/讀到的字符左移位，使數(shù)據(jù)下一位作為輸入位。 file.clear(); file.seekp(-1,ios:end);/將寫指針移到輸出文件的最后。 file.put(crc);/寫入crc碼。 file.close(); infile.close();/關(guān)閉輸入文件和輸出文件。 cout<<endl<<"數(shù)據(jù)幀文件"<<argv2<<" 封裝完成"<<endl;運(yùn)行結(jié)果：運(yùn)行結(jié)果如下所示：執(zhí)行fr

13、amer.exe文件的結(jié)果如下所示：實(shí)驗(yàn)小結(jié)：實(shí)現(xiàn)幀的封裝，主要是將幀的七個(gè)部分-前導(dǎo)碼、幀前定界符、目的地址、源地址、長(zhǎng)度字段、數(shù)據(jù)字段和校驗(yàn)字段，一個(gè)一個(gè)按順序封裝的，最后使得一個(gè)幀的封裝得以完成。同時(shí)，在編寫程序的過(guò)程中，用到了很多的函數(shù)，這些函數(shù)的運(yùn)用使得程序簡(jiǎn)便而且正確的運(yùn)行出來(lái)。實(shí)驗(yàn)二 解析IP數(shù)據(jù)包實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?設(shè)計(jì)一個(gè)解析IP數(shù)據(jù)包的程序，并根據(jù)這個(gè)程序，說(shuō)明IP數(shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu)及IP協(xié)議的相關(guān)問(wèn)題，從而對(duì)IP層的工作原理有更好的理解和認(rèn)識(shí)。實(shí)驗(yàn)要求： 本實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)是捕獲網(wǎng)絡(luò)中的IP數(shù)據(jù)包，解析數(shù)據(jù)包的內(nèi)容，見(jiàn)個(gè)結(jié)果顯示在標(biāo)準(zhǔn)輸出上，并同時(shí)寫入日志文件。 程序的具體要求如下： 以命令

14、行形式運(yùn)行：ipparse logfile，其中ipparse是程序名，而logfile則代表記錄結(jié)果的日志文件。 在標(biāo)準(zhǔn)輸出、和日志文件中寫入捕獲的IP包的版本、頭長(zhǎng)度、服務(wù)類型、數(shù)據(jù)包總長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)包標(biāo)識(shí)、分段標(biāo)志、分段偏移值、生存時(shí)間、上層協(xié)議類型、頭校驗(yàn)和、源IP地址和目的IP地址等內(nèi)容。 當(dāng)程序接收到鍵盤輸入Ctrl+C時(shí)退出。設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)：IP數(shù)據(jù)報(bào)的格式說(shuō)明IP協(xié)議都具有什么功能。其首部，版本目前廣泛使用的版本號(hào)為4；首部長(zhǎng)度站4bit；服務(wù)類型占8bit，其中服務(wù)類型TOS子域占4位，優(yōu)先級(jí)子域占3位，另一位為保留位；總長(zhǎng)度字段為2B，IP數(shù)據(jù)包的最大長(zhǎng)度是65535B；標(biāo)識(shí)占1

15、6bit，它是一個(gè)計(jì)數(shù)器，用來(lái)產(chǎn)生數(shù)據(jù)報(bào)的標(biāo)識(shí)；標(biāo)志占3bit，其中最低為為MF，MF=1時(shí)為后面“還有分片”，MF=0表示這是數(shù)據(jù)報(bào)片中的最后一個(gè)，DF=0時(shí)，表示允許分片；片偏移以8個(gè)字節(jié)為偏移單位；生存時(shí)間字段記為TTL，單位為秒；協(xié)議段占8bit，用于指出次數(shù)據(jù)是使用何種協(xié)議，典型的協(xié)議號(hào)有6：TCP，17：UDP，1：ICMP。本程序使用套接字socket編程，將網(wǎng)卡設(shè)為能夠接受流經(jīng)網(wǎng)卡的所有類型的數(shù)據(jù)包。首先，初始化套接字，然后監(jiān)聽數(shù)據(jù)包，解析數(shù)據(jù)包。SOCKET sock=socket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP)用來(lái)創(chuàng)建套接字，其參數(shù)為通信發(fā)生的區(qū)字

16、段和套接字的類型。WSAIoctl(sock , IO_RCVALL ,&dwBufferInLen , sizeof(dwBufferInLen)函數(shù)用來(lái)把網(wǎng)卡設(shè)置為混雜模式。recv(sock,buffer,65535,0)函數(shù)用來(lái)接收經(jīng)過(guò)的IP包，其參數(shù)分別是套接字描述符，緩沖區(qū)的地址，緩沖區(qū)的大小。typedef struct IP_HEADip_head;用來(lái)定義IP頭部數(shù)據(jù)。setsockopt(sock,IPPROTO_IP,IP_HDRINCL,(char *)函數(shù)用來(lái)獲取本機(jī)IP地址htons()函數(shù)將無(wú)符號(hào)短整型轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序的數(shù)據(jù)本程序在windows環(huán)境下利

17、用C+語(yǔ)言編寫。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析： 為了獲取網(wǎng)絡(luò)中的IP數(shù)據(jù)包，必須對(duì)網(wǎng)卡進(jìn)行編程，我們使用套接字進(jìn)行編程。 使用套接字 接收數(shù)據(jù)包 定義IP頭部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) IP包的解析程序流程圖：具體程序代碼：#include<iostream> #include<winsock2.h> #include<ws2tcpip.h> #include<fstream>#include <windows.h> #pragma comment(lib,"ws2_32") /指定連接到網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和internet#define IO_RCVAL

18、L _WSAIOW(IOC_VENDOR,1) typedef struct IP_HEAD union /定義聯(lián)合 unsigned char Version; unsigned char HeadLen; ; unsigned char ServiceType; unsigned short TotalLen; unsigned short Identifier; union unsigned short Flags; unsigned short FragOffset; ; unsigned char TimeToLive; unsigned char Protocol; unsigne

19、d short HeadChecksum; unsigned int SourceAddr; unsigned int DestinAddr; unsigned char Options; ip_head; /定義IP頭部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)void main(int argc,char *argv) using namespace std; ofstream outfile("C:logfile.txt",ios:out);if(argc!=2) cout<<endl<<"請(qǐng)以下格式輸入命令行:PackParse packet_sum"&

20、lt;<endl; return; WSADATA WSAData; if(WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &WSAData)!=0) cout<<endl<<"WSASTartup初始化失敗"<<endl; return; SOCKET sock=socket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP); /三個(gè)參分別為通信發(fā)生的區(qū)字段，套接字的類型，與IP協(xié)議if(sock=INVALID_SOCKET) cout<<endl<<"創(chuàng)建Socket失敗!

21、"<<endl; closesocket(sock); WSACleanup(); BOOL flag=TRUE; if(setsockopt(sock,IPPROTO_IP,IP_HDRINCL,(char *) &flag,sizeof(flag)=SOCKET_ERROR) cout<<endl<<"setsockopt操作失敗:"<<WSAGetLastError()<<endl; closesocket(sock); WSACleanup(); char hostName128;/獲取主

22、機(jī)名 if(gethostname(hostName,100)=SOCKET_ERROR) cout<<endl<<"gethostname操作失敗:"<<WSAGetLastError()<<endl; closesocket(sock); WSACleanup(); hostent *pHostIP; /獲取本地IPif(pHostIP=gethostbyname(hostName)=NULL) cout<<endl<<"gethostbyname操作失敗:"<<WS

23、AGetLastError()<<endl; closesocket(sock); WSACleanup(); sockaddr_in host_addr;/ host_addr.sin_family=AF_INET; host_addr.sin_port=htons(6000); host_addr.sin_addr=*(in_addr *)pHostIP->h_addr_list0; if(bind(sock,(PSOCKADDR)&host_addr,sizeof(host_addr)=SOCKET_ERROR) cout<<endl<<

24、"bind操作失敗:"<<WSAGetLastError()<<endl; closesocket(sock); /綁定網(wǎng)卡WSACleanup(); DWORD dwBufferLen10; DWORD dwBufferInLen=1; DWORD dwBytesReturned=0; if(WSAIoctl(sock , IO_RCVALL ,&dwBufferInLen , sizeof(dwBufferInLen) , &dwBufferLen,sizeof(dwBufferLen),&dwBytesReturned,

25、NULL,NULL)=SOCKET_ERROR) cout<<endl<<"WSAIoctl操作失敗:"<<WSAGetLastError()<<endl; closesocket(sock); /將網(wǎng)卡設(shè)為混雜模式，以接受所有數(shù)據(jù)WSACleanup(); cout<<endl<<"開始解析IP包:"<<endl; char buffer65535; /設(shè)置緩沖區(qū)int packsum=atoi(argv1); /字符串轉(zhuǎn)換為整形for(int i=0;i<pac

26、ksum;i+) if(recv(sock,buffer,65535,0)>0) /四個(gè)參數(shù)分別是套接字描述符，緩沖區(qū)的地址，緩沖區(qū)大小，附加標(biāo)志 ip_head ip=*(ip_head *)buffer; cout<<"-"<<endl; cout<<"版本:"<<(ip.Version>>4)<<endl; /獲取頭部長(zhǎng)度字段cout<<"頭部長(zhǎng)度:"<<(ip.HeadLen &0x0f)*4)<<endl

27、; /獲取頭部長(zhǎng)度字段cout<服務(wù)類型:Priority"<<(ip.ServiceType>>5)<<", Service"<<(ip.ServiceType>>1)&0x0f)<<endl; /優(yōu)先級(jí)子域和TOS子域cout<<"總長(zhǎng)度:"<<ip.TotalLen<<endl;/獲取總長(zhǎng)度字段 cout<<"標(biāo)識(shí)符:"<<ip.Identifier<<endl;

28、/獲取標(biāo)識(shí)字段 cout<<"標(biāo)志位:"<<(ip.Flags>>15)&0x01)<<",DF= "<<(ip.Flags>>14)&0x01)<<",Mf="<<(ip.Flags>>13)&0x01)<<endl; /獲得標(biāo)志字段cout<<"片偏移:"<<(ip.FragOffset&0x1fff)<<endl; /獲取分

29、段偏移字段cout<<"生存周期:"<<(int)ip.TimeToLive<<endl; /獲取生存時(shí)間字段cout<<"協(xié)議:Protocol"<<(int)ip.Protocol<<endl; /獲取協(xié)議字段cout<<"頭部校驗(yàn)和:"<<ip.HeadChecksum<<endl; /獲取頭校驗(yàn)和字段cout<<"原地址:"<<inet_ntoa(*(in_addr *)&am

30、p;ip.SourceAddr)<<endl; /獲取源IP地址字段cout<<"目的IP地址:"<<inet_ntoa(*(in_addr *)&ip.DestinAddr)<<endl; /獲取目的IP地址字段outfile<<"-"<<endl; outfile<<"版本:"<<(ip.Version>>4)<<endl; outfile<<"頭部長(zhǎng)度:"<<

31、(ip.HeadLen &0x0f)*4)<<endl; outfile<<"服務(wù)類型:Priority"<<(ip.ServiceType>>5)<<", Service"<<(ip.ServiceType>>1)&0x0f)<<endl; outfile<<"總長(zhǎng)度:"<<ip.TotalLen<<endl; outfile<<"標(biāo)識(shí)符:"<<

32、;ip.Identifier<<endl; outfile<<"標(biāo)志位:"<<(ip.Flags>>15)&0x01)<<",DF= "<<(ip.Flags>>14)&0x01)<<",Mf="<<(ip.Flags>>13)&0x01)<<endl; outfile<<"片偏移:"<<(ip.FragOffset&0x1fff

33、)<<endl; outfile<<"生存周期:"<<(int)ip.TimeToLive<<endl; outfile<<"協(xié)議:Protocol"<<(int)ip.Protocol<<endl; outfile<<"頭部校驗(yàn)和:"<<ip.HeadChecksum<<endl; outfile<<"原地址:"<<inet_ntoa(*(in_addr *)&i

34、p.SourceAddr)<<endl; outfile<<"目的IP地址:"<<inet_ntoa(*(in_addr *)&ip.DestinAddr)<<endl; closesocket(sock); WSACleanup(); 程序運(yùn)行結(jié)果：程序編譯運(yùn)行后：以命令行形式運(yùn)行程序ipparse:同時(shí)在程序所在的文件夾中生成了名為logfile的txt文件，里面記錄了上面顯示的內(nèi)容。試驗(yàn)小結(jié)：IP數(shù)據(jù)報(bào)的格式說(shuō)明了IP協(xié)議都具有什么功能，因?yàn)橥耆恢廊绾问褂锰捉幼謘ocket()函，查閱了相關(guān)資料，了解了IP數(shù)

35、據(jù)報(bào)的各種位與協(xié)議的概念和意義，通過(guò)解析IP數(shù)據(jù)包這個(gè)實(shí)驗(yàn)，基本掌握了用套接字編程來(lái)實(shí)現(xiàn)獲取并解析IP數(shù)據(jù)包的方法。 實(shí)驗(yàn)三 發(fā)送TCP數(shù)據(jù)包實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?設(shè)計(jì)一個(gè)發(fā)送TCP數(shù)據(jù)包的程序，并根據(jù)本設(shè)計(jì)說(shuō)明TCP數(shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu)以及TCP協(xié)議與IP協(xié)議的關(guān)系，使大家對(duì)TCP協(xié)議的工作原理有更深入的認(rèn)識(shí)。實(shí)驗(yàn)要求： 本程序的功能是填充一個(gè)TCP數(shù)據(jù)包，并發(fā)送給目的主機(jī)。 以命令行形式運(yùn)行：SendTCP source_ip source_port dest_ip dest_port 其中SendTCP為程序名；source_ip為源IP地址； source_port為源端口； dest_ip為目的IP地

36、址； dest_port為目的端口。 其他的TCP頭部參數(shù)自行設(shè)定。 數(shù)據(jù)字段為“This is my homework of network!”. 成功發(fā)送后在屏幕上輸出“send OK”。課程設(shè)計(jì)分析： 使用原始套接字 定義IP頭部、TCP頭部和偽頭部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 填充數(shù)據(jù)包 發(fā)送數(shù)據(jù)包設(shè)計(jì)思想： 本課程設(shè)計(jì)的目標(biāo)是發(fā)送一個(gè)TCP數(shù)據(jù)包，可以利用原始套接字來(lái)完成這個(gè)工作。整個(gè)程序由初始化原始套接字和發(fā)送TCP數(shù)據(jù)包兩個(gè)部分組成。創(chuàng)建一個(gè)原始套接字，并設(shè)置IP頭選項(xiàng) SOCKET sock; sock = socket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP); 或者： soc

37、k=WSASoccket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP,NULL,0,WSA_FLAG_OVERLAPPED); 設(shè)置SOCK_RAW標(biāo)志，表示我們聲明的是一個(gè)原始套接字類型。為使用發(fā)送接收超時(shí)設(shè)置,必須將標(biāo)志位置位置為WSA_FLAG_OVERLAPPED。在本課程設(shè)計(jì)中，發(fā)送TCP包時(shí)隱藏了自己的IP地址，因此我們要自己填充IP頭，設(shè)置IP頭操作選項(xiàng)。其中flag設(shè)置為ture，并設(shè)定 IP_HDRINCL 選項(xiàng)，表明自己來(lái)構(gòu)造IP頭。注意，如果設(shè)置IP_HDRINCL 選項(xiàng)，那么必須具有 administrator權(quán)限，要不就必須修改注冊(cè)表： HKEY_LOCA

38、L_MACHINESystemCurrentControlSetServicesAfdParameter 修改鍵：DisableRawSecurity（類型為DWORD），把值修改為 1。如果沒(méi)有，就添加。 BOOL Flag=TRUE; setsockopt(sock, IPPROTO_IP, IP_HDRINCL, (char *)&Flag, sizeof(Flag);int timeout=1000；setsockopt(sock, SOL_SOCKET,SO_SNDTIMEO,(char*)&timeout, sizeof(timeout);在這里我們使用基本套接字S

39、OL_SOCKET，設(shè)置SO_SNDTIMEO表示使用發(fā)送超時(shí)設(shè)置，超時(shí)時(shí)間設(shè)置為1000ms。構(gòu)造IP頭和TCP頭這里， IP頭和TCP頭以及TCP偽部的構(gòu)造請(qǐng)參考下面它們的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。計(jì)算校驗(yàn)和的子函數(shù)在填充數(shù)據(jù)包的過(guò)程中，需要調(diào)用計(jì)算校驗(yàn)和的函數(shù)checksum兩次，分別用于校驗(yàn)IP頭和TCP頭部（加上偽頭部），其實(shí)現(xiàn)代碼如下： USHORT checksum(USHORT *buffer, int size) unsigned long cksum=0; while(size >1) cksum+=*buffer+; size -=sizeof(USHORT); if(size )

40、 cksum += *(UCHAR*)buffer; cksum = (cksum >> 16) + (cksum & 0xffff); cksum += (cksum >>16); return (USHORT)(cksum); 程序流程圖：源程序代碼：#include <stdio.h> #include <winsock2.h> #include <ws2tcpip.h> #include <time.h>#include <windows.h>#include <string.h>#

41、include <stdlib.h>#include <iostream.h>#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")#define IPVER 4 /IP協(xié)議預(yù)定#define MAX_BUFF_LEN 65500 /發(fā)送緩沖區(qū)最大值typedef struct ip_hdr /定義IP首部 UCHAR h_verlen; /4位首部長(zhǎng)度,4位IP版本號(hào) UCHAR tos; /8位服務(wù)類型TOS USHORT total_len; /16位總長(zhǎng)度（字節(jié)） USHORT ident; /16位標(biāo)識(shí) USHORT frag_

42、and_flags; /3位標(biāo)志位 UCHAR ttl; /8位生存時(shí)間 TTL UCHAR proto; /8位協(xié)議 (TCP, UDP 或其他) USHORT checksum; /16位IP首部校驗(yàn)和 ULONG sourceIP; /32位源IP地址 ULONG destIP; /32位目的IP地址 IP_HEADER; typedef struct tsd_hdr /定義TCP偽首部 ULONG saddr; /源地址ULONG daddr; /目的地址 UCHAR mbz; /沒(méi)用UCHAR ptcl; /協(xié)議類型 USHORT tcpl; /TCP長(zhǎng)度 PSD_HEADER; t

43、ypedef struct tcp_hdr /定義TCP首部 USHORT th_sport; /16位源端口 USHORT th_dport; /16位目的端口 ULONG th_seq; /32位序列號(hào) ULONG th_ack; /32位確認(rèn)號(hào) UCHAR th_lenres; /4位首部長(zhǎng)度/6位保留字 UCHAR th_flag; /6位標(biāo)志位 USHORT th_win; /16位窗口大小 USHORT th_sum; /16位校驗(yàn)和 USHORT th_urp; /16位緊急數(shù)據(jù)偏移量 TCP_HEADER; /CheckSum:計(jì)算校驗(yàn)和的子函數(shù) USHORT checksum

44、(USHORT *buffer, int size) unsigned long cksum=0; while(size >1) cksum+=*buffer+; size -=sizeof(USHORT); if(size) cksum += *(UCHAR*)buffer; cksum = (cksum >> 16) + (cksum & 0xffff); cksum += (cksum >>16); return (USHORT)(cksum); int main(int argc, char* argv) WSADATA WSAData; SOCK

45、ET sock; IP_HEADER ipHeader; TCP_HEADER tcpHeader; PSD_HEADER psdHeader; char Sendto_BuffMAX_BUFF_LEN; /發(fā)送緩沖區(qū) unsigned short check_BuffMAX_BUFF_LEN; /檢驗(yàn)和緩沖區(qū) const char tcp_send_data="This is my homework of networt,I am happy!" BOOL flag; int rect,nTimeOver; if (argc!= 5) printf("Useag

46、e: SendTcp soruce_ip source_port dest_ip dest_port n"); return false; if (WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &WSAData)!=0) printf("WSAStartup Error!n"); return false; if(sock=WSASocket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_RAW,NULL,0,WSA_FLAG_OVERLAPPED)=INVALID_SOCKET) printf("Socket Setup Error!

47、n"); return false; flag=true; if(setsockopt(sock,IPPROTO_IP,IP_HDRINCL,(char*)&flag,sizeof(flag)=SO CKET_ERROR) printf("setsockopt IP_HDRINCL error!n"); return false; nTimeOver=1000; if (setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO, (char*)&nTimeOver, sizeof(nTimeOver)=SOCKET_ERRO

48、R) printf("setsockopt SO_SNDTIMEO error!n"); return false; /填充IP首部 ipHeader.h_verlen=(IPVER<<4 | sizeof(ipHeader)/sizeof(unsigned long); ipHeader.tos=(UCHAR)0; ipHeader.total_len=htons(unsigned short)sizeof(ipHeader)+sizeof(tcpHeader)+sizeof(tcp_send_data); ipHeader.ident=0; /16位標(biāo)識(shí) i

49、pHeader.frag_and_flags=0; /3位標(biāo)志位 ipHeader.ttl=128; /8位生存時(shí)間 ipHto=IPPROTO_UDP; /協(xié)議類型 ipHeader.checksum=0; /檢驗(yàn)和暫時(shí)為0 ipHeader.sourceIP=inet_addr(argv1); /32位源IP地址 ipHeader.destIP=inet_addr(argv3); /32位目的IP地址 /計(jì)算IP頭部檢驗(yàn)和 memset(check_Buff,0,MAX_BUFF_LEN); memcpy(check_Buff,&ipHeader,sizeof(I

50、P_HEADER); ipHeader.checksum=checksum(check_Buff,sizeof(IP_HEADER); /構(gòu)造TCP偽首部 psdHeader.saddr=ipHeader.sourceIP; psdHeader.daddr=ipHeader.destIP; psdHeader.mbz=0; psdHeader.ptcl=ipHto; psdHeader.tcpl=htons(sizeof(TCP_HEADER)+sizeof(tcp_send_data); /填充TCP首部 tcpHeader.th_dport=htons(atoi(argv4); /16位目的端口號(hào) tcpHeader.th_sport=htons(atoi(argv2); /16位源端口號(hào) tcpHeader.th_seq=0; /SYN序列號(hào) tcpHeader.th_ack=0; /ACK序列號(hào)置為0 /TCP長(zhǎng)度和保留位 tcpHeader.th_lenres=(sizeof(tcpHeader)/sizeof(unsigned long)<<4|0); tcpHeader.th_flag=2; /修改這里來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的標(biāo)志位探測(cè)，2是SYN，1是/FIN，16是