计算机网络ip数据包解析

1、目录1.需求分析 12.总体设计 13.详细设计 24.源程序 65.运行结果 126.实验总结 147.参考资料 14亠需求分析本设计的目标是捕获网络中的IP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：1）以命令行形式运行：hhb logfile ，其中hhb是程序名，而 logfile 则代表记录结果的日志文件。2 ）在标准输出和日志文件中写入捕获的IP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IP地址和目的IP地址等内容。3）当程序接收到键盘输入 Ctrl+C时退出二总

2、体设计为了获取网络中的IP数据包，必须对网卡进行编程，我们使用 套接字进行编程。?使用套接字?接收数据包?定义IP头部的数据结构? IP包的解析程序流程图:三详细设计3.1网卡设置为了获取网络中的IP数据包，必须对网卡进行编程，在这里使用套接字 (socket)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 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

3、为混杂模式。3.2使用套接字套接字分为三种，即流套接字(Stream socket)、数据报套接字(Datagram Socket)和原始套接字(Raw Socket)。要进行IP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：Socket sock:Sock=wsasocket(af_i net,sock_raw,ipproto-ip, nu ll,0,wsa-flag-overlapped):本设计不用考虑超时情况。创建套接后，IP头就会包含在接收数据包中。然后，我可以设置IP头操作选项, 调用setsockopt函数。其中flag设置为true,并设定IP-HDRIN

4、CL选项，表明 用户可以亲自对IP头进行处理。最后使用bind()函数将socket绑定到本地网 卡上。绑定网卡后，需用 WSAIoctl()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IP包。3.2.2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。

5、因为IP数据包的最大长度是65535B,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()函数实现接收功能。3.3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。其代码如下：struct IP_HEADERunsigned short ip_version, /*IP的版本号 */ip_hdr_len ；/*IP 包头的长度 */ip_tos ；/*IP 包的服务类型*/ip_totalen；/*IP 包的总长度*/ip_id ；/*IP包的分段标识*/ip_flags ；/*IP 包的分段标志*/ip_frag_offset ； /

6、*IP 包的分段偏移 */ip_ttl ；/*IP包的生存时间*/ip_proto ；/*IP 包的高层协议*/ip_hdr_chksum;/*IP 包的校验和 */struct IPADDRESS ip_src_addr ； /*IP 包的源 IP 地址*/ip_dest_addr ；/*IP 包的目的 IP 地址*/ipheader;3.4 IP包的解析解析IP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-HEADEF的成员直接获取。要解析长度不是 8位倍数的字 段（或子字段）时，可以利用C语言中的移位以人、及与、或操作完成。3.5协议的定义（包

7、含相应的头文件#include #include）:DWORD dwIoControlCode=SIO_RCVALL, /接收所有的 IP 包*/ dwProtocol=IPPROTOP; /* 协议类型为 IP*/3.6捕获处理1. 加载 Win sock ；2. 创建一个接收原始IP包的socket连接；3. 绑定到一个接口；4. 进行WSAIoctl设置，接收所有的IP数据包。代码如下：if （WSAIoctl（s, dwIoCo ntrolCode, & optval, sizeof（optval）,NULL, 0, & dwBytesRet, NULL, NULL）

8、= SOCKET_ERROR）5. 接着设定一个线程进行捕获：（1）创建一个接收IP包的链表头；（2） 设置一个标识，为真，则不断进行IP包的捕获；（3）建立一个新的结点，将捕获的数据包加入到该结点；（4） 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IP包进行解 析；再设置一个在IP数据包链表不足给定的长度，而又中止IP捕获时，对链 表的处理；(5) 为下一个IP包链表创建一个链表头。(6) .建立一个进行IP包解析并显示的线程，进行解析IP数据包，然后显示IP 数据包。四源程序#in clude<iostream>#in clude<wi nsock2.h>

9、#in clude<ws2tcpip.h>#in clude<fstream>#in clude <win dows.h>internet#pragma comment(lib,"ws2_32") /指定连接到网络应用和#define IO_RCV ALL _WSAIOW(IOC_VENDOR,1)typedef struct IP_HEADunion /定义联合un sig ned char Version;un sig ned char HeadLe n;un sig ned char ServiceType;un sig ned s

10、hort TotalLe n;unsigned short Identifier;unionunsigned short Flags;unsigned short FragOffset;unsigned char TimeToLive;unsigned char Protocol;unsigned short HeadChecksum;unsigned int SourceAddr;unsigned int DestinAddr;unsigned char Options;ip_head; / 定义 IP 头部的数据结构 void main(int argc,char *argv)using

11、namespace std;ofstream outfile("D:logfile.txt",ios:out);if(argc!=2)cout<<endl<<" 请以下格式输入命令行 :PackParse packet_sum"<<endl;return;WSADATA WSAData;if(WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &WSAData)!=0)cout<<endl<<"WSASTartup 初始化失败 "<<endl;return

12、;SOCKET sock=socket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP); / 三个参分别为通信发生的区字 段，套接字的类型，与 IP 协议if(sock=INV ALID_SOCKET)cout<<endl<<" 创建 Socket 失败 !"<<endl;closesocket(sock);WSACleanup();BOOL flag=TRUE;if(setsockopt(sock,IPPROTO_IP,IP_HDRINCL,(char *) &flag,sizeof(flag)=SOCKET_ERRO

13、R) cout<<endl<<"setsockopt 操作失败 :"<<WSAGetLastError()<<endl;closesocket(sock);WSACleanup();char hostName128;/ 获取主机名if(gethostname(hostName,100)=SOCKET_ERROR)cout<<endl<<"gethostname 操作失败 :"<<WSAGetLastError()<<endl;closesocket(sock)

14、;WSACleanup();hostent *pHostIP; / 获取本地 IPif(pHostIP=gethostbyname(hostName)=NULL)cout<<endl<<"gethostbyname 操作失败 :"<<WSAGetLastError()<<endl;closesocket(sock);WSACleanup();sockaddr_in host_addr;/host_addr.sin_family=AF_INET;host_addr.sin_port=htons(6000); host_addr.

15、sin_addr=*(in_addr *)pHostIP->h_addr_list0;if(bind(sock,(PSOCKADDR)&host_addr,sizeof(host_addr)=SOCKET_ERROR)cout<<endl<<"bind 操作失败 :"<<WSAGetLastError()<<endl;closesocket(sock); / 绑定网卡WSACleanup();DWORD dwBufferLen10;DWORD dwBufferInLen=1;DWORD dwBytesReturn

16、ed=0;if(WSAIoctl(sock , IO_RCVALL ,&dwBufferInLen , sizeof(dwBufferInLen) &dwBufferLen,sizeof(dwBufferLen),&dwBytesReturned,NULL,NULL)=SOCKET_ERROR) cout<<endl<<"WSAIoctl 操作失败 :"<<WSAGetLastError()<<endl;closesocket(sock); / 将网卡设为混杂模式，以接受所有数据WSACleanup()

17、;cout<<endl<<" 开始解析 IP 包 :"<<endl;char buffer65535; / 设置缓冲区int packsum=atoi(argv1); / 字符串转换为整形for(int i=0;i<packsum;i+)if(recv(sock,buffer,65535,0)>0) / 四个参数分别是套接字描述符， 缓冲区的地址， 缓冲区大小， 附加标志ip_head ip=*(ip_head *)buffer;cout<<""<<endl;cout<<

18、" 版本 :"<<(ip.Version>>4)<<endl; / 获取头部长度字段cout<<" 头部长度 :"<<(ip.HeadLen &0x0f)*4)<<endl; / 获取头部长度字段cout<<" 服 务 类 型 :Priority"<<(ip.ServiceType>>5)<<",Service"<<(ip.ServiceType>>1)&0

19、x0f)<<endl; / 优先级子域和 TOS 子域cout<<" 总长度 :"<<ip.TotalLen<<endl;/ 获取总长度字段cout<<" 标识符 :"<<ip.Identifier<<endl;/ 获取标识字段cout<<" 标 志 位 :"<<(ip.Flags>>15)&0x01)<<",DF="<<(ip.Flags>>14)&a

20、mp;0x01)<<",Mf="<<(ip.Flags>>13)&0x01)<<endl; / 获得标志字段cout<<" 片偏移 :"<<(ip.FragOffset&0x1fff)<<endl; / 获取分段偏移字段cout<<" 生存周期 :"<<(int)ip.TimeToLive<<endl; / 获取生存时间字段cout<<" 协议 :Protocol"&l

21、t;<(int)ip.Protocol<<endl; / 获取协议字段cout<<" 头部校验和 :"<<ip.HeadChecksum<<endl; / 获取头校验和字段cout<<" 原地址 :"<<inet_ntoa(*(in_addr *)&ip.SourceAddr)<<endl; / 获取源 IP 地址字段cout<<" 目的 IP 地址 :"<<inet_ntoa(*(in_addr *)&i

22、p.DestinAddr)<<endl; / 获取目的 IP 地址字段ouffi-eAA-AAend-八 ocs-oaa-裔>'=AA(ip<ersionvv4AAend-八 ocs-oaa-护鸭滝-(ip.HeadLenQOoxon*4AAend-八OCS-OAA- 爲 蹿M睦 priomy=AA(ip.serviceTypevv5A5 service=AA(ip.serviceTypevx)QOoxofAAend-八 ocs-oaa-、辱木滝-P.TOfa-LenAAend-八ocs-oaa-wr5s=AAipdenfifierAAendrOCS-OAA- 討冷_，(ip.F_agsvx5)QO0x°AA=DFH-AA(ip.F_agsvx4)QOox2AAMlr-AA(ipF_agsvx3)