網絡編程課程設計-網路嗅探器

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文檔簡介

1、　　目錄　　1 設計目的1　　2 設計內容2　　3 程序流程2　　4 設計步

2、驟3　　5 設計總結10　　1 設計目的　　網絡通信課程設計是網絡工程專業(yè)的大型作業(yè)課。是培養(yǎng)計算機領域從事網絡技術及應用工作的高級工程技術人才的必修課程。　　本課的主要任

3、務是使學生隊所學的《計算機網絡》知識從實踐上有一個較清晰的了解。對當前計算機網絡的主要種類和常用的網絡協議有更進一步的深入認識。學會計算機網絡設計和日常管理及維護的最基本方法。　　網絡編程簡單的理解就兩臺計算機相互通訊數據，通過使用套接字來達到進程通信目的編程就是網絡編程。網絡編程最主要工作就是在發(fā)送端把信息通過規(guī)定好的協議進行組包，在接收端按照規(guī)定好的協議把包進行解析，從而提取出相應的信息，達

4、到通信的目的。中間最主要的就是數據包的組裝，數據包的過濾，數據包的捕獲，數據包的分析，當然最后再做一些處理。　　本次實驗運用C++的網絡編程相關知識，通過學習了解了TCP和UDP協議的基本知識和SOCKET編程的基本概念，完成tracert程序，實現ping功能和路由追蹤功能。　　2 設計內容

5、　　一、學習實踐要求　　1．對計算機網絡的物理構成有清晰的了解；　　2．理解計算機網絡體系結構的內涵；　　3．熟悉計算機網絡的分類及常用的網絡協議；　　4．基于掌握計算機網絡軟件的開發(fā)方法；&

6、lt;p>　　5．具備管理計算機網絡的基本知識及技能。　　二、模塊功能　　（1）pin功能：發(fā)送ICMP數據包到計算機，如有返回，顯示相應時間等。　?。?）路由探測功能：依次ping途經的路由器或網關設備，依次顯示途經路由器的響應時間。<p

7、>　　3 程序流程　　圖1 流程圖　　4 設計步驟　　一、程序運行結果相關截圖　　圖2 運行結果</p&

8、gt;　　圖3 運行結果　　圖4 運行結果　　圖5 運行結果　　二、程序源代碼　　#incl

9、ude <iostream>　　#include <winsock2.h>　　#include <ws2tcpip.h>　　using namespace std;　　#pragma comment(lib, "Ws2_32.

10、lib")　　//IP報頭　　typedef struct　　{　　unsigned char hdr_len:4; //4位頭部長度<p&g

11、t;　　unsigned char version:4; //4位版本號　　unsigned char tos; //8位服務類型　　unsigned short total_len; //16位總長度　　unsigned short identifier

12、; //16位標識符　　unsigned short frag_and_flags; //3位標志加13位片偏移　　unsigned char ttl; //8位生存時間　　unsigned char protocol; //8位上層協議號&

13、lt;/p>　　unsigned short checksum; //16位校驗和　　unsigned long sourceIP; //32位源IP地址　　unsigned long destIP; //32位目的IP地址

14、} IP_HEADER;　　//ICMP報頭　　typedef struct　　{　　BYTE type; //8位類型字段　　BYTE c

15、ode; //8位代碼字段　　USHORT cksum; //16位校驗和　　USHORT id; //16位標識符　　USHORT seq; //16位序列號　　} ICMP_HEADER;<

16、p>　　//報文解碼結構　　typedef struct　　{　　USHORT usSeqNo; //序列號　　DWORD dwRoundTripTime; //

17、往返時間　　in_addr dwIPaddr; //返回報文的IP地址　　}DECODE_RESULT;　　//計算網際校驗和函數　　USHORT checksum(USHORT *pBuf,int iSize)&l

18、t;b>　　{　　unsigned long cksum=0;　　while(iSize>1)　　{　　cksum+=*pBuf++;　　iSize-=size

19、of(USHORT);　　}　　if(iSize)　　{　　cksum+=*(UCHAR *)pBuf;<b&

20、gt;　　}　　cksum=(cksum>>16)+(cksum&0xffff);　　cksum+=(cksum>>16);　　return (USHORT)(~cksum);　　}

21、　　//對數據包進行解碼　　BOOL DecodeIcmpResponse(char * pBuf,int iPacketSize,DECODE_RESULT &DecodeResult,BYTE ICMP_ECHO_REPLY,BYTE ICMP_TIMEOUT)　　{</b&

22、gt;　　//檢查數據報大小的合法性　　IP_HEADER* pIpHdr = (IP_HEADER*)pBuf;　　int iIpHdrLen = pIpHdr->hdr_len * 4;　　if (iPacketSize < (int)(iIpHdrLen

23、+sizeof(ICMP_HEADER)))　　return FALSE;　　//根據ICMP報文類型提取ID字段和序列號字段　　ICMP_HEADER *pIcmpHdr=(ICMP_HEADER *)(pBuf+iIpHdrLen);　　USHORT usID,usS

24、quNo;　　if(pIcmpHdr->type==ICMP_ECHO_REPLY) //ICMP回顯應答報文　　{　　usID=pIcmpHdr->id; //報文ID　　usSquNo=pI

25、cmpHdr->seq; //報文序列號　　}　　else if(pIcmpHdr->type==ICMP_TIMEOUT) //ICMP超時差錯報文　　{　　char *

26、 pInnerIpHdr=pBuf+iIpHdrLen+sizeof(ICMP_HEADER); //載荷中的IP頭　　int iInnerIPHdrLen=((IP_HEADER *)pInnerIpHdr)->hdr_len*4; //載荷中的IP頭長　　ICMP_HEADER

27、 * pInnerIcmpHdr=(ICMP_HEADER *)(pInnerIpHdr+iInnerIPHdrLen);//載荷中的ICMP頭　　usID=pInnerIcmpHdr->id; //報文ID　　usSquNo=pInnerIcmpHdr->seq; //序列號&l

28、t;b>　　}　　else　　{　　return false;　　}　　//檢查ID和序列

29、號以確定收到期待數據報　　if(usID!=(USHORT)GetCurrentProcessId()||usSquNo!=DecodeResult.usSeqNo)　　{　　return false;　　}<

30、/b>　　//記錄IP地址并計算往返時間　　DecodeResult.dwIPaddr.s_addr=pIpHdr->sourceIP;　　DecodeResult.dwRoundTripTime=GetTickCount()-DecodeResult.dwRoundTripTime;</p&g

31、t;　　//處理正確收到的ICMP數據報　　if (pIcmpHdr->type == ICMP_ECHO_REPLY ||pIcmpHdr->type == ICMP_TIMEOUT)　　{　　//輸出往返時間信息&

32、lt;p>　　if(DecodeResult.dwRoundTripTime)　　cout<<" "<<DecodeResult.dwRoundTripTime<<"ms"<<flush;　　else</p&

33、gt;　　cout<<" "<<"<1ms"<<flush;　　}　　return true;　　}

34、　　void main()　　{　　//初始化Windows sockets網絡環(huán)境　　WSADATA wsa;　　WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsa);<

35、;p>　　char IpAddress[255];　　cout<<"請輸入一個IP地址或域名：";　　cin>>IpAddress;　　//得到IP地址　　u_long ulDestI

36、P=inet_addr(IpAddress);　　//轉換不成功時按域名解析　　if(ulDestIP==INADDR_NONE)　　{　　hostent * pHostent=gethostbyname(IpAddress);<

37、;/p>　　if(pHostent)　　{　　ulDestIP=(*(in_addr*)pHostent->h_addr).s_addr;　　}

38、　　else　　{　　cout<<"輸入的IP地址或域名無效!"<<endl;　　WSACleanup();　　return;<

39、;/p>　　}　　}　　cout<<"Tracing roote to "<<IpAddress<<" with a maximum of 30 hops.\n"<<

40、;endl;　　//填充目地端socket地址　　sockaddr_in destSockAddr;　　ZeroMemory(&destSockAddr,sizeof(sockaddr_in));　　destSockAddr.sin_family=AF_INET;

41、　　destSockAddr.sin_addr.s_addr=ulDestIP;　　//創(chuàng)建原始套接字　　SOCKET sockRaw=WSASocket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_ICMP,NULL,0,WSA_FLAG_OVERLAPPED);&l

42、t;/p>　　//超時時間　　int iTimeout=3000;　　//接收超時　　setsockopt(sockRaw,SOL_SOCKET,SO_RCVTIMEO,(char *)&iTimeou

43、t,sizeof(iTimeout));　　//發(fā)送超時　　setsockopt(sockRaw,SOL_SOCKET,SO_SNDTIMEO,(char *)&iTimeout,sizeof(iTimeout));　　//構造ICMP回顯請求消息，并以TTL遞增的順

44、序發(fā)送報文　　//ICMP類型字段　　const BYTE ICMP_ECHO_REQUEST=8; //請求回顯　　const BYTE ICMP_ECHO_REPLY=0; //回顯應答　　const BYTE ICMP_TIMEOUT=11;

45、 //傳輸超時　　//其他常量定義　　const int DEF_ICMP_DATA_SIZE=32; //ICMP報文默認數據字段長度　　const int MAX_ICMP_PACKET_SIZE=1024;//ICMP報文最大長度（包括報頭）

46、　　const DWORD DEF_ICMP_TIMEOUT=3000; //回顯應答超時時間　　const int DEF_MAX_HOP=30; //最大跳站數　　//填充ICMP報文中每次發(fā)送時不變的字段　　char IcmpSendBuf[sizeof(I

47、CMP_HEADER)+DEF_ICMP_DATA_SIZE]; //發(fā)送緩沖區(qū)　　memset(IcmpSendBuf, 0, sizeof(IcmpSendBuf)); //初始化發(fā)送緩沖區(qū)　　char IcmpRecvBuf[MAX_ICMP_PACKET_SIZE];

48、 //接收緩沖區(qū)　　memset(IcmpRecvBuf, 0, sizeof(IcmpRecvBuf)); //初始化接收緩沖區(qū)　　ICMP_HEADER * pIcmpHeader=(ICMP_HEADER*)IcmpSendBuf;　　pIcmpHeader->type

49、=ICMP_ECHO_REQUEST; //類型為請求回顯　　pIcmpHeader->code=0; //代碼字段為0　　pIcmpHeader->id=(USHORT)GetCurrentProcessId(); //ID字段為當前進程號

50、　　memset(IcmpSendBuf+sizeof(ICMP_HEADER),'E',DEF_ICMP_DATA_SIZE);//數據字段　　USHORT usSeqNo=0; //ICMP報文序列號　　int iTTL=1; //TTL初始值為1<

51、;/p>　　BOOL bReachDestHost=FALSE; //循環(huán)退出標志　　int iMaxHot=DEF_MAX_HOP; //循環(huán)的最大次數　　DECODE_RESULT DecodeResult; //傳遞給報文解碼函數的結構化參數　　while(!b

52、ReachDestHost&&iMaxHot--)　　{　　//設置IP報頭的TTL字段　　setsockopt(sockRaw,IPPROTO_IP,IP_TTL,(char *)&iTTL,sizeof(iTTL));<

53、;p>　　cout<<iTTL<<flush; //輸出當前序號　　//填充ICMP報文中每次發(fā)送變化的字段　　((ICMP_HEADER *)IcmpSendBuf)->cksum=0; //校驗和先置為0　　((ICMP_HEADER *)IcmpSendBuf

54、)->seq=htons(usSeqNo++); //填充序列號　　((ICMP_HEADER *)IcmpSendBuf)->cksum=checksum((USHORT *)IcmpSendBuf,sizeof(ICMP_HEADER)+DEF_ICMP_DATA_SIZE); //計算校驗和　　//記錄序列號和當前時間<

55、;/p>　　DecodeResult.usSeqNo=((ICMP_HEADER*)IcmpSendBuf)->seq; //當前序號　　DecodeResult.dwRoundTripTime=GetTickCount(); //當前時間　　//發(fā)送TCP回顯請求信息

56、　　sendto(sockRaw,IcmpSendBuf,sizeof(IcmpSendBuf),0,(sockaddr*)&destSockAddr,sizeof(destSockAddr));　　//接收ICMP差錯報文并進行解析處理　　sockaddr_in from; //對端socket地址<

57、;/p>　　int iFromLen=sizeof(from); //地址結構大小　　int iReadDataLen; //接收數據長度　　while(1)　　{

58、;　　//接收數據　　iReadDataLen=recvfrom(sockRaw,IcmpRecvBuf,MAX_ICMP_PACKET_SIZE,0,(sockaddr*)&from,&iFromLen);　　if(iReadDataLen!=SOCKET_ERROR)

59、//有數據到達　　{　　//對數據包進行解碼　　if(DecodeIcmpResponse(IcmpRecvBuf,iReadDataLen,DecodeResult,ICMP_ECHO_REPLY,ICMP_TIMEOUT))<

60、;b>　　{　　//到達目的地，退出循環(huán)　　if(DecodeResult.dwIPaddr.s_addr==destSockAddr.sin_addr.s_addr)　　bReachDestHost=true;　　//輸出IP

61、地址　　cout<<'\t'<<inet_ntoa(DecodeResult.dwIPaddr)<<endl;　　break;　　}<p

62、>　　}　　else if(WSAGetLastError()==WSAETIMEDOUT) //接收超時，輸出*號　　{　　cout<<" *"<<'\t&

63、#39;<<"Request timed out."<<endl;　　break;　　}　　else<b&g

64、t;　　{　　break;　　}　　}　　iTTL++; //遞增TTL值

65、;　　}　　}　　5 設計總結　　通過這次課程設計，讓我受益匪淺，使我掌握了網絡通信編程的基本思想。實習的時候遇到很多不會的東西，通過問老師同學，上網自己搜索得到答案，解決問題。畫流程圖，剛開始怎么都不會，畫好后每次改

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