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2016新编计算机网络 课程设计 IP数据包解析.doc
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2016新编计算机网络 课程设计 IP数据包解析
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目录
、课程设计要求
3、程序设计分析...............................................................................................................................2
3.1 网卡设置.......................................................................................................................................2
3.2 使用套接字...................................................................................................................................3
3.2.2 接收数据包................................................................................................................................3
3.3 定义 IP 头部的数据结构..............................................................................................................4
3.4 IP 包的解析...................................................................................................................................4
3.5 协议的定义...................................................................................................................................5
3.6 捕获处理.......................................................................................................................................5
、运行结果
.............................................................................................................................................................6
、总结
、课程设计参考资料
、源程序代码
1
、课程设计目的
本章课程设计的目的就是设计一个解析 数据包的程序,并根据这个程序,
说明 数据包的结构及 协议的相关问题,从而对 层的工作原理有更好的
理解和认识。
、课程设计要求
本设计的目标是捕获网络中的 数据包,解析数据包的内容,将结果显示在
标准输出上,并同时写入日志文件。
程序的具体要求如下:
)以命令行形式运行:,其中 是程序名而
则代表记录结果的日志文件。
)在标准输出和日志文件中写入捕获的 包的版本、头长度、服务类型、数
据包总长度、数据包标识、分段标志、分段偏移值、生存时间、上层协议类型、
头校验和、源 地址和目的 地址等内容。
)当程序接收到键盘输入 时退出
、程序设计分析
网卡设置
为了获取网络中的 数据包,必须对网卡进行编程,在这里使用套接字
进行编程。但是,在通常情况下,网络通信的套接字程序只能响应与
自己硬件地址相匹配的数据包或是以广播形式发出的数据包。对于其他形式的
数据包,如已到达网络接口,但却不是发送到此地址的数据包,网络接口在骓
2
投递地址并非自身地址之后将不引起响应,也就是说应用程序无法收取与自己
无关的数据包。我们要想获取网络设备的所有数据包,就是需要将网卡设置为
混杂模式。
使用套接字
套接字分为三种,即流套接字、数据报套接字
和原始套接字!"。要进行 层数据包的接收和发送,应使用原始
套接字。创建原始套接字的代码如下:
##$
######%"&'('")(*+"),)
-.$
本设计不用考虑超时情况。
创建套接后, 头就会包含在接收数据包中。然后,我可以设置 头操作选项,
调用 函数。其中 , 设置为 *并设定 )/ !01 选项,表
明用户可以亲自对 头进行处理。最后使用 2(.函数将 绑定到本地
网卡上。绑定网卡后,需用 34函数把网卡设置为混杂模式,使网卡能
够接收所有的网络数据。如果接收的数据包中的协议类型和定义的原始套接字
匹配,那么接收的数据就拷贝到套接字中,因此,网卡就可以接收所有经过的
包。
接收数据包
在程序中可使用 -函数接收经过的 包。该函数有四个参数,第一个参
数接收操作所用的套接字描述符;第二个参数接收缓冲区的地址;第三个参数
3
接收缓冲区的大小,也就是所要接收的字节数;第四个参数是一个附加标志,
如果对所发送的数据没特殊要求,直接设为 +。因为 数据包的最大长度是
5,因此缓冲区的大小不能小于 5。设置缓冲区后,可利用循环
来反复监听接收 包,用 -函数实现接收功能。
定义 头部的数据结构
程序需要定义一个数据结构表示 头部。其代码如下:
*'/64 6!
7
*((.8'-(9: 的版本号 :9
'8.'(; 9: 包头的长度:9
'; 9: 包的服务类型:9
''(; 9: 包的总长度:9
'.; 9: 包的分段标识:9
',; 9: 包的分段标志:9
'&';; 9: 包的分段偏移:9
'; 9: 包的生存时间:9
'; 9: 包的高层协议:9
'8.'8*<########9: 包的校验和:9
*4 !6''..; 9: 包的源 地址:9
'.'..; 9: 包的目的 地址:9
=8.<
包的解析
4
解析 包的字段有两种策略。针对长度为 > 位、 位和 位的字段或子
字段时,可以利用 )/64 6! 的成员直接获取。要解析长度不是 > 位倍数的
字段或子字段时,可以利用 语言中的移位以人、及与、或操作完成。
协议的定义
包含相应的头文件?(*.?(*.):
# 3@! ."(.%@'!A4119:接收所有的 包:9
."%!@B@'<9:协议类型为 :9
捕获处理
加载 3(;
创建一个接收原始 包的 连接;
绑定到一个接口;
进行 34 设置,接收所有的 数据包。
代码如下:
&34."(.C-D&-
0E11+C."5F!0E110E11%%@G6B'6!!@!
接着设定一个线程进行捕获:
()创建一个接收 包的链表头;
()设置一个标识,为真,则不断进行 包的捕获;
()建立一个新的结点,将捕获的数据包加入到该结点;
()如果链表的长度达到指定的长度,创建一个线程对该链表的 包进行解
析;再设置一个在 数据包链表不足给定的长度,而又中止 捕获时,对链表
5
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