西工大计算机网络实验四Word下载.docx

西工大计算机网络实验四Word下载.docx

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绑定网卡后，需要WSAIoctl（）函数把网卡设置为混杂模式，使网卡能够接收所有网络数据，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，那么接收到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IP包。

2）接收数据包

在程序中可使用RECV（）函数接收经过的IP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；

第二个参数接收到缓冲区的地址；

第二个参数接收缓冲区的地址；

第三个参数接收缓冲区的大小，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0。

因为IP数据包的最大长度是65536B，因此缓冲区的大小不能小于65535B。

设置缓冲区后，可利用循环来反复监听接收IP包，用recv（）函数接收。

然后定义IP头部的数据结构。

程序需要定义一个数据结构表示IP头部这时我们只考虑IP头部结构，不考虑数据部分。

在捕获IP数据包后，可以通过指针把缓冲区的内容强制转化为IP_HEADER数据结构。

3）解析IP数据包

解析IP数据包的字段有两种策略。

针对长度为8位、16位和32位的字段（或子字段）时，可以利用IP_HEADER的成员指教获取。

要解析长度不是9位倍数的字段（或子字段）时，可以利用C语言中的位移以及及、或操作完成。

下面给出了通过IP_HEADER解析IP头各个字段的代码。

（3）IP源代码

#include"

winsock2.h"

ws2tcpip.h"

iostream"

stdio.h"

#pragmacomment（lib,"

ws2_32.lib"

）

usingnamespacestd;

staticconstintNumOfData=8;

typedefstruct_IP_HEADER

{

union

{

BYTEVersion;

//版本

BYTEHdrLen;

//IHL

};

BYTEServiceType;

//服务类型

WORDTotalLen;

//总长

WORDID;

//标识

WORDFlags;

//标志

WORDFragOff;

//分段偏移

BYTETimeToLive;

//生命期

BYTEProtocol;

//协议

WORDHdrChksum;

//头校验和

DWORDSrcAddr;

//源地址

DWORDDstAddr;

//目的地址

BYTEOptions;

//选项

DWORDData[NumOfData];

}IP_HEADER;

//逐位解析IP头中的信息

voidgetVersion（BYTEb,BYTE&

version）

{

version=b>

>

4;

}

voidgetIHL（BYTEb,BYTE&

result）

result=（b&

0x0f）*4;

char*parseServiceType_getProcedence（BYTEb）

switch（b>

5）

case7:

return"

NetworkControl"

;

break;

case6:

InternetworkControl"

case5:

CRITIC/ECP"

case4:

FlashOverride"

case3:

Flash"

case2:

Immediate"

case1:

Priority"

case0:

Routine"

default:

Unknown"

}

char*parseServiceType_getTOS（BYTEb）

b=（b>

1）&

0x0f;

switch（b）

Normalservice"

Minimizemonetarycost"

Maximizereliability"

Maximizethroughput"

case8:

Minimizedelay"

case15:

Maximizesecurity"

voidgetFlags（WORDw,BYTE&

DF,BYTE&

MF）

DF=（w>

14）&

0x01;

MF=（w>

13）&

voidgetFragOff（WORDw,WORD&

fragOff）

fragOff=w&

0x1fff;

char*getProtocol（BYTEProtocol）

switch（Protocol）

ICMP"

IGMP"

IPinIP"

TCP"

BGP"

case17:

UDP"

case41:

RSVP"

case89:

OSPF"

UNKNOWN"

voidipparse（FILE**buffer）

intk,j;

IP_HEADERip=*（IP_HEADER*）buffer;

fseek（）;

for（k=0;

k<

5;

k++）

for（j=0;

j<

20;

j++）

{

fprintf（file,"

%x%x"

（（unsignedchar）buffer[20*k+j]）>

4,（buffer[20*k+j]&

0x0f））;

}

fprintf（file,"

\n"

）;

//解析版本信息

BYTEversion;

getVersion（ip.Version,version）;

fprintf（file,"

版本=%d\r\n"

version）;

//解析IP长度

BYTEheaderLen;

getIHL（ip.HdrLen,headerLen）;

头长度=%d（BYTE）\r\n"

headerLen）;

//解析服务类型

服务类型=%s,%s\r\n"

parseServiceType_getProcedence（ip.ServiceType）,

parseServiceType_getTOS（ip.ServiceType））;

//解析数据包长度

数据报长度=%d（BYTE）\r\n"

ip.TotalLen）;

//解析数据包ID

数据报ID=%d\r\n"

ip.ID）;

//解析标志位

BYTEDF,MF;

getFlags（ip.Flags,DF,MF）;

分段标志DF=%d,MF=%d\r\n"

DF,MF）;

//解析分段偏移

WORDfragOff;

getFragOff（ip.FragOff,fragOff）;

分段偏移值=%d\rn"

fragOff）;

//解析生存期

生存期=%d\r\n"

ip.TimeToLive）;

//解析协议

协议=%s\r\n"

getProtocol（ip.Protocol））;

//解析头校验和

头校验和=0x%0x\r\n"

ip.HdrChksum）;

//解析IP地址

源IP地址=%s\r\n"

inet_ntoa（*（in_addr*）&

ip.DstAddr））;

//解析目的IP地址

目的IP地址=%s\r\n"

//解析数据包前32字节

for（inti=0;

i<

NumOfData;

++i）

数据报第%d字节:

%x\r\n"

4*i,ip.Data[i]）;

--------------------------------------------------\r\n"

intmain（intargc,char*argv[]）

if（argc!

=2）

printf（"

usageerror!

return-1;

FILE*file;

if（（（argv[1],"

wb+"

））==NULL）

failtoopen"

argv[1]）;

WSADATAwsData;

//初始化失败，程序退出

if（WSAStartup（MAKEWORD（2,2）,&

wsData）!

=0）

WSAStartupfailed\n"

SOCKETsock;

//建立原始socket

if（（sock=socket（AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP））==INVALID_SOCKET）

createsocketfailed!

BOOLflag=TRUE;

//设置IP头操作选项，其中flag设置为true,用户可以亲自对IP头进行处理

if（setsockopt（sock,IPPROTO_IP,IP_HDRINCL,（char*）&

flag,sizeof（flag））==SOCKET_ERROR）

setsockoptfailed!

charhostName[128];

if（gethostname（hostName,100）==SOCKET_ERROR）

gethostnamefailed\n"

//获取本地IP地址

hostent*pHostIP;

if（（pHostIP=gethostbyname（hostName））==NULL）

gethostbynamefailed\n"

//地充SOCKADDR_IN结构

sockaddr_inaddr_in;

addr_in.sin_addr=*（in_addr*）pHostIP->

h_addr_list[0];

addr_in.sin_family=AF_INET;

addr_in.sin_port=htons（6000）;

//把原始socket绑定到本地网卡上

if（bind（sock,（PSOCKADDR）&

addr_in,sizeof（addr_in））==SOCKET_ERROR）

bindfailed"

DWORDdwValue=1;

//设置SOCK_RAW为SIO_RCVALL,以便接收所有的IP包

#defineIO_RCVALL_WSAIOW（IOC_VENDOR,1）

DWORDdwBufferLen[10];

DWORDdwBufferInLen=1;

DWORDdwBytesReturned=0;

if（WSAIoctl（sock,IO_RCVALL,&

dwBufferInLen,sizeof（dwBufferInLen）,&

dwBufferLen,sizeof（dwBufferLen）,&

dwBytesReturned,NULL,NULL）==SOCKET_ERROR）

ioctlsocketfailed\n"

cout<

<

GetLastError（）<

endl;

//设置接收数据包的缓冲区长度

#defineBUFFER_SIZE65535

charbuffer[BUFFER_SIZE];

//监听网卡

开始解析经过本机的IP数据包\n"

while（true）

intsize=recv（sock,buffer,BUFFER_SIZE,0）;

if（size>

0）

ipparse（stdout,buffer）;

ipparse（）;

}

fclose（file）;

return0;

（4）实验结果及分析

将IP分组按16进制形式输出：

IP数据报分析：

版本为4，“45”中的“4”，占4位；

头部长度为20字节，“45”中的“5”是包头长度为5行，即5个32位，5*32=20*8，故包头长度有20个字节；

服务类型为正常服务，占8位，依据“00”,用来获得更好的服务；

总长度为10240字节，“0028”，2*16*16*16+8*16*16=10240，指的是首部和数据之和的长度，此字段占16位；

标识ID=3972,依据“840f”，0*16*16*16+f*16*16+8*16+4=3972此字段占16位，；

分段标志DF=0,MF=0，依据“4”，表示数据包可以分片，并且是最后一个分片；

分段偏移，此分片在整个数据包的相对位置;

生存时间12864，依据“80”，占8位；

上层协议类型，TCP协议，占8位，依据“06”“0”表示IP协议，“6”表示TCP协议；

头部校验和，0x19e5,依据“e5”，这个数值主要用来检错用的用以确保封包被正确无误的接收到，该字段占16位；

源IP地址，“192.168.8.75”，依据“c0a8084b”，c*16=192,a*16+8=168,0*16+8=8,4*16+b=75，该字段占32位；

目的IP地址，“192.168.8.75”，依据“c0a8084b”,c*16=192,a*16+8=168,0*16+8=8,4*16+b=75，该字段占32位。

三、实验中遇到的问题：

由于对IP分组的抓包不熟悉，导致实验一直失败，同时，由于对IP数据报的组成不是非常了解，导致我在分析截获的数据报时不知从何下手，最后在同学们的帮助下才解决问题，完成实验。

四、心得体会

在此次实验中，重要的是要了解IP数据报的组成，才能分析截获的数据包，最后得出结论。

而在修改代码的部分则需要充分地查找相关资料，才能得到正确有效的代码。

通过本次实验，学习了如何解析IP数据包，从而更加深刻的了解到了IP数据包的结构及IP协议的相关问题，对IP层的工作原理有更好的理解和认识。

同时，希望老师以后再进行此类实验时，能够和我们先讲一下原理和实验的基本过程和步骤，这样更方便我们在实验时能顺利进行实验，不至于一头雾水，不知从何下手。