發(fā)送ARP數(shù)據(jù)包(共16頁(yè))

1、PAGE PAGE - 19 -封 皮成 績(jī) 評(píng) 定 表學(xué)生姓名范哲銘班級(jí)學(xué)號(hào)1204050316專 業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)課程設(shè)計(jì)題目發(fā)送ARP數(shù)據(jù)包評(píng)語(yǔ)組長(zhǎng)簽字：成績(jī)?nèi)掌?20 年 月 日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué) 院信息科學(xué)與工程學(xué)院專 業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)生姓名范哲銘班級(jí)學(xué)號(hào)1203050316課程設(shè)計(jì)題目發(fā)送ARP數(shù)據(jù)包實(shí)踐教學(xué)要求與任務(wù): 根據(jù)后面介紹的ARP包結(jié)構(gòu)，編寫程序封裝并發(fā)送ARP包。以命令形式運(yùn)行：SendArp source_ip source_mac dest_ip dest_mac其中SendArp為程序名，source_ip為源ip地址，source_mac為源mac地址，d

2、est_ip為目的ip地址，dest_mac為目的mac地址.輸出內(nèi)容：幀各字段值，包括源地址，源地址，目的地址，目的地址等工作計(jì)劃與進(jìn)度安排:第17周星期一：設(shè)計(jì)任務(wù)分析和總體設(shè)計(jì)星期二：軟件算法和流程設(shè)計(jì)星期三：軟件編碼實(shí)現(xiàn)星期四：軟件總體調(diào)試星期五：交課程設(shè)計(jì)報(bào)告、答辯、驗(yàn)收程序指導(dǎo)教師： 2013 年12月9 日專業(yè)負(fù)責(zé)人：2013 年12月10 日學(xué)院教學(xué)副院長(zhǎng)：2013 年12 月 11 日摘 要計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(wnglu)是多個(gè)計(jì)算機(jī)的集合，在網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)若想互相通信就需要用到Ethernet 設(shè)備(shbi)。Ethernet 設(shè)備有自己全球唯一(wi y)的MAC地址，它們以M

3、AC地址來傳輸Ethernet數(shù)據(jù)包，但他們卻不能識(shí)別IP包的IP地址。所以，在Ethernet中進(jìn)行IP通信時(shí)就需要一個(gè)協(xié)議來建立IP地址和MAC地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在ARP協(xié)議中對(duì)于這種情況會(huì)發(fā)送Arp數(shù)據(jù)包用來尋找目的主機(jī)并建立對(duì)應(yīng)關(guān)系用于下次傳輸。關(guān)鍵字：物理幀 ARP幀 ip地址 mac地址目錄一 課程設(shè)計(jì)目的(md)1二 課程設(shè)計(jì)要求(yoqi)1三 系統(tǒng)開發(fā)(kif)語(yǔ)言及環(huán)境的選擇1四 相關(guān)知識(shí) 1-31ARP協(xié)議的工作原理1-22.ARP的包格式 23.ARP包的填充2-3五 課程設(shè)計(jì)過程3-111.流程圖 3-42.源程序代碼 4-103.程序運(yùn)行結(jié)果分析10-11六 課程設(shè)計(jì)

4、小結(jié)11七 參考文獻(xiàn)11-12一 課程設(shè)計(jì)目的 1) ARP協(xié)議用于完成IP地址與MAC地址間的轉(zhuǎn)換。2) 熟悉ARP協(xié)議對(duì)于IP數(shù)據(jù)包的傳輸過程具有重要意義。3) 本課程設(shè)計(jì)的主要目的是通過封裝與發(fā)送ARP幀，了解ARP協(xié)議的工作原理與ARP幀的結(jié)構(gòu)。二 課程設(shè)計(jì)要求(yoqi)根據(jù)后面(hu mian)介紹的ARP包結(jié)構(gòu)，編寫程序封裝并發(fā)送ARP包。以命令行形式(xngsh)運(yùn)行： arpsend src_ip src_mac dst_ip dst_mac flag其中arpsend作為程序名。各參數(shù)意義：src_ip: 源IP地址。src_mac: 源MAC地址。dst_ip: 目的IP

5、地址。dst_mac: 目的MAC地址。Flag：0表示ARP請(qǐng)求;1表示ARP應(yīng)答。例如: Arpsend FA:01:02:03:04:05 0D:E1:02:03:B4:06 1輸出內(nèi)容：ARP幀的各字?jǐn)?shù)值，包括源IP地址，源MAC地址，目的IP地址，目的MAC地址等。三 系統(tǒng)開發(fā)語(yǔ)言及環(huán)境的選擇操作系統(tǒng)：Windows 8運(yùn)行環(huán)境：Microsoft Visual C+ 6.0開發(fā)語(yǔ)言：C+。四 相關(guān)知識(shí) 1.ARP協(xié)議的工作原理 Ethernet 設(shè)備（比如網(wǎng)卡）有自己全球唯一的MAC地址，它們以MAC地址來傳輸Ethernet數(shù)據(jù)包，

6、但他們卻不能識(shí)別IP包的IP地址。所以，在Ethernet中進(jìn)行IP通信時(shí)就需要一個(gè)協(xié)議來建立IP地址和MAC地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這個(gè)協(xié)議就是ARP協(xié)議。 ARP的基本運(yùn)行過程是：主機(jī)A希望發(fā)行數(shù)據(jù)分組給主機(jī)B，但不知道B的物理地址。A發(fā)送廣播報(bào)文，要求B主機(jī)用他的物理地址來響應(yīng)。網(wǎng)站上所有主機(jī)都接收到這個(gè)分組。B識(shí)別出自己的IP地址，發(fā)送給應(yīng)答報(bào)文，告訴A自己的物理地址。但是，所有的源節(jié)結(jié)點(diǎn)在發(fā)送任何一個(gè)分組或者連續(xù)向同一個(gè)目的主機(jī)發(fā)送分組時(shí)，都要通過ARP服務(wù)去獲取目的物理地址，他的工作效率肯定很低。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，要對(duì)ARP做些改進(jìn)。ARP改進(jìn)的一個(gè)(y )重要方法是，在使用ARP的主機(jī)上

7、保留一個(gè)專用的高速緩存，用于存放最近的IP地址和物理地址的綁定，在發(fā)送(f sn)ARP請(qǐng)求時(shí)先看看這個(gè)高速緩存。例如，在命令(mng lng)窗口中輸入：arp-a 得到: Internet Address Physical Address Type00-30-6e-07-e6-de dynamic 這就是該計(jì)算機(jī)里存儲(chǔ)的IP地址與MAC地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系，dynamic表示臨時(shí)存儲(chǔ)在ARP緩存中的條目，過一段時(shí)間系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)刪除。 這樣，當(dāng)計(jì)算機(jī)要和另一臺(tái)計(jì)算機(jī)9通信時(shí)，他會(huì)先檢查ARP緩存，查找是否與9對(duì)應(yīng)的ARP條目。如果沒找到，他就會(huì)發(fā)送ARP

8、請(qǐng)求包，廣播詢問與9對(duì)應(yīng)的MAC地址。9發(fā)現(xiàn)ARP請(qǐng)求包中的IP一樣，就會(huì)發(fā)送ARP應(yīng)答分組，通知自己IP地址與MAC地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系。于是，計(jì)算機(jī)的ARP緩存就會(huì)相應(yīng)刷新，增加以下信息：9 00-40-05-42-84-f4 dynamic 。 2.ARP的包格式圖1給了ARP分組格式的示意圖。物理幀頭（14B）ARP幀結(jié)構(gòu)（28B）填充數(shù)據(jù)（18B）CRC(4B)圖1 ARP包格式物理幀頭物理幀頭的結(jié)構(gòu)如2圖所示。目的MAC (6B)源MAC(6B) 類型（2B） ARP幀：0 x0806圖2 物理幀頭格式(2)ARP幀結(jié)構(gòu)

9、圖3給出了ARP幀格式的示意圖，長(zhǎng)度為28B。 3ARP包的填充 要注意的是，填充請(qǐng)求包時(shí)。因?yàn)榘贓thernet上廣播，所以，物理幀頭的“目的MAC”字段要填充為FFFFFFFFFFFF；而ARP幀結(jié)構(gòu)中的目的MAC可填充為任意值，因?yàn)樗藭r(shí)不起作用。“填充數(shù)據(jù)”字段要填充為0。 0 8 16 24 31（位） 硬件類型（Ethernet：0 x1） 上層協(xié)議類型（IP：0 x0800）硬件地址長(zhǎng)度（0 x6）IP地址長(zhǎng)度（0 x4） 操作（請(qǐng)求： 0 x1； 應(yīng)答： 0 x2） 源MAC地址 源MAC地址 源IP地址 源IP地址 目的MAC地址 目的MAC地址 目的IP地址圖3 ARP

10、幀結(jié)構(gòu)(jigu)五 課程設(shè)計(jì)過程(guchng) 1.流程圖Arp請(qǐng)求，填充dlc頭中目的mac及flag結(jié)束關(guān)閉網(wǎng)卡釋放包結(jié)構(gòu)Y進(jìn)入發(fā)送arp包函數(shù)填充dlc的其他字段及arp頭的各字段Arp請(qǐng)求，填充dlc頭中目的mac及flag選擇并打開網(wǎng)卡？獲取網(wǎng)卡列表？分配并初始化發(fā)送包結(jié)構(gòu)YYNNNYNYFlag=0？N開始發(fā)送成功？定義arp跑結(jié)構(gòu)并初始化命令行參數(shù)=5？ 圖5 程序(chngx)流程圖2.源程序代碼(di m)#include #include /此頭文件在VC中并不包含(bohn)需另行下載#pragma comment(lib,wpcap.lib)#pragma comm

11、ent(lib,ws2_32.lib)using namespace std;typedef struct phyframe/用結(jié)構(gòu)(jigu)體自定義物理幀結(jié)構(gòu) unsigned char desmac6; unsigned char srcmac6; unsigned short frametype;PHYFRAME;typedef struct arpframe/用結(jié)構(gòu)體自定義ARP幀結(jié)構(gòu) unsigned short hardwaretype; unsigned short protocoltype; unsigned char maclen; unsigned char iplen;

12、 unsigned short flag; unsigned char srcmac6; unsigned char srcip4; unsigned char desmac6; unsigned char desip4; unsigned char padding18;ARPFRAME;typedef struct arppacket/定義ARP數(shù)據(jù)包，其中包含物理幀和ARP幀 PHYFRAME phyf; ARPFRAME arpf;ARPPACKET;ARPPACKET arpp;int checkmac(char *argv,unsigned char *mac_add)/定義chec

13、kmac函數(shù)用來檢測(cè)輸入的硬件地址格式是否正確，如果正確進(jìn)行賦值 char mac18; int i=0,j=0,k=0; strcpy(mac,argv); int m=strlen(argv); for(i=0;im;i+) if(maci-&maci9&maciZ&maciz)/對(duì)輸入的硬件地址的格式進(jìn)行檢查當(dāng)字符串中的每一位出現(xiàn)(chxin)除了個(gè)位數(shù)，大或小寫字母和- 以外的字符時(shí)報(bào)錯(cuò) coutMAC格式(g shi)錯(cuò)誤2)/如果有連續(xù)(linx)兩個(gè)-出現(xiàn)，報(bào)錯(cuò) coutMAC格式錯(cuò)誤!5) 如果-的個(gè)數(shù)大于5個(gè)報(bào)錯(cuò) coutMAC格式錯(cuò)誤!endl; return 0; for

14、(i=0;i=0&*(mac+j)=a&*(mac+j)=A&*(mac+j)=0&*(mac+j)=a&*(mac+j)=A&*(mac+j)=Z) mac_addi+=(unsigned char)(*(mac+j)-A+10); return 1;int checkip(char *argv,unsigned char *ip_add) /定義checkip函數(shù)用來檢測(cè)(jin c)輸入的硬件地址格式是否正確，如果正確進(jìn)行賦值 char ip16; int i=0,j=0,k=0; strcpy(ip,argv); int m=strlen(argv); for(i=0;im;i+) i

15、f(ipi.&ipi9)/對(duì)輸入的ip地址進(jìn)行(jnxng)檢查，如果出現(xiàn)數(shù)字和.以外的字符報(bào)錯(cuò) coutIP地址錯(cuò)誤(cuw)！3)/出現(xiàn)連續(xù)四位都是數(shù)字時(shí)報(bào)錯(cuò) coutIP地址錯(cuò)誤!3)/.一共出現(xiàn)三次以上時(shí)報(bào)錯(cuò) coutip 地址錯(cuò)誤！endl; return 0; for(i=0;i4;i+)/如沒有錯(cuò)誤對(duì)IP地址進(jìn)行賦值 while(*(ip+j)=.) j+; ip_addi=(unsigned char)atoi(ip+j); return 1;void main(int argc,char *argv)/主函數(shù)中含有命令行輸入?yún)?shù)，所以此程序要用命令提示符來運(yùn)行，在路徑(ljn

16、g)后輸入程序中所需的變量的值直接在程序開始時(shí)就進(jìn)行賦值 if(argc!=5) coutplease input commend:SendArp source_ip source_mac dest_ip dest_macendl; return; int i=0; memset(&arpp,0,sizeof(arpp); if(!checkmac(argv4,arpp.phyf.desmac) return;/對(duì)物理幀和ARP幀中的各個(gè)內(nèi)容(nirng)進(jìn)行賦值 if(!checkmac(argv2,arpp.phyf.srcmac) return; arpp.phyf.frametype=

17、htons(unsigned short)0 x0608); arpp.arpf.hardwaretype=(unsigned short)0 x0100; tocoltype=(unsigned short)0 x0008; arpp.arpf.maclen=(unsigned short)6; arpp.arpf.iplen=(unsigned short)4; if(!checkmac(argv2,arpp.arpf.srcmac) return; if(!checkip(argv1,arpp.arpf.srcip) return; if(!checkmac(a

18、rgv4,arpp.arpf.desmac) return; if(!checkip(argv3,arpp.arpf.desip) return; for(i=0;i18;i+) arpp.arpf.paddingi=0; pcap_if_t *alldevs; /尋找網(wǎng)卡并列(bngli)出網(wǎng)卡列表 pcap_if_t *d,*head=NULL; pcap_t *fp; char errbufPCAP_ERRBUF_SIZE; if(pcap_findalldevs(&alldevs,errbuf)=-1) coutunable to create adapter list!next) c

19、out+i:name; if(d-description) cout descriptionendl; if(i=0) coutno adapter found!endl; return; coutk; if(ki) coutout of rangeendl; return; for(d=alldevs,i=1;inext,i+)/以混雜(hnz)方式打開所選網(wǎng)卡 head=d; if(fp=pcap_open_live(head-name,1000,1,1000,errbuf)=NULL) coutunable to open adapter!endl; pcap_freealldevs(a

20、lldevs); return; if(pcap_sendpacket(fp,(unsigned char*)&arpp,sizeof(unsigned char*)&arpp)=1) coutarp packet send error!endl; return; coutsource mac:argv1endl;/輸出(shch)源/目的物理地址和源/目的IP地址 coutsource ip:argv2endl; coutdest mac:argv3endl; coutdest ip:argv4endl; coutarp 包發(fā)送成功!Option-Directories”,在include files 中添加wpdpackInclude目錄；在Library files中添加wpdpackLib目錄。4)打開VC后，在Project-Settings-link下的Object/library modules框中添加“Packet.lib”和“wpcap.lib”。5）運(yùn)行結(jié)果截