西工大计算机网络实验四

1、实验报告实验四、解析IP分组一、实验目的1、IP分组是网络层传输的基本单元，通过接受和解析IP分组，了解IP分组基本结构，与IP协议基本功能；2、输出TCP报文数据，以16进制输出，建立TCP连接，分析TCP的三次握手。二、实验过程结束(2)实验原理：想要抓取网络中的IP数据包，必须对网卡进行编程，我们使用套接字(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出发的数据包。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，网络接口在验证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

2、数据包。我们要想获取流经网络设备的所有数据包，就需要将网卡设置为混杂模式。本程序主要由三部分构成：初始化原始套接字，反复监听捕获数据包和解析数据包。使用原始套接字套接字分为三种，即流套接字(StreamSocket)、数据报套接字(DatagramSocket)和原始套接字(RawSocket)。要进行IP数据包的接受与发送，应使用原始套接字。在WSASocce函数中，第一个参数指定通信发生的区字段，AF_INET是针对Internet的，允许在远程主机之间通信。第二个参数是套接字的类型，AF_INET地址族下，有SOCK_STREArSOCK_DGRAMOCK_RAW种套接字类型。在这里，我

3、们设置为SOCK_RAWS示我们声明的是一个原始套接字类型。第三个参数依赖于第二个参数，用于指定套接字所用的特定协议，这里使用IP协议。第四个参数为WSAPROTOCOL_lNF,O该位可以置空，永远置0。第六个参数是标志位，WSA_FLAG_OVERRLAP表EM以使用发送接收超时设置，本课程设计也可以把这个标志位设置为NULL因为本设计不用考虑超时情况。创建原始套接字后，IP头就会包含在接收的数据中。然后，我们可以设置IP头操作选项，调用sotscockpot函数。其中flag设置为TRUE并设定IP_HDRINCL选项，表明用户可以亲自对IP头进行处理。之后，完成对socket的初始化工

4、作。填写sockaddr_in的内容时，其地址值应填写为本机IP地址可以通过gethostbyname()函数获取；端口号可以随便填写，但不能与系统冲突；协议族应填写为AF_INET注意，sockaddr_in结构的值必须是以网络字节顺序表示的值，而不能直接使用本机字节顺序的值，使用htoms()函数可以将无符号短整型的主机数据转换为网络字节的顺序的数据。最后使用bind()函数将socket绑定到本地网卡上。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

5、就可以接收所有经过的IP包。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

6、指针把缓冲区的内容强制转化为IP_HEADEI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勺成员指教获取。要解析长度不是9位倍数的字段（或子字段）时，可以利用C语言中的位移以及与、或操作完成。下面给出了通过IP_HEADER军析IP头各个字段的代码。(3)IP源代码#includewinsock2.h#includews2tcpip.h#includeiostream#includestdio.h#pragmacomment(lib,ws2_32.lib)usingnamespacestd;stati

7、cconstintNumOfData=8;typedefstruct_IP_HEADER一一unionBYTEVersion;/版本BYTEHdrLen;/IHL;BYTEServiceType;/服务类型WORDTotalLen;/总长WORDID;/标识unionWORDFlags;/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DWORDDataNumOfData;IP_HEADER;逐位

8、解析IP头中的信息voidgetVersion(BYTEb,BYTE&version)version=b4;voidgetIHL(BYTEb,BYTE&result)result=(b&0 x0f)*4;char*parseServiceType_getProcedence(BYTEb)_switch(b5)case7:returnNetworkControl;break;case6:returnInternetworkControl;break;case5:returnCRITIC/ECP;break;case4:returnFlashOverride;break;case3:returnF

9、lash;break;case2:returnImmediate;break;case1:returnPriority;break;case0:returnRoutine;break;default:returnUnknown;char*parseServiceType_getTOS(BYTEb)b=(b1)&0 x0f;switch(b)case0:returnNormalservice;break;case1:returnMinimizemonetarycost;break;case2:returnMaximizereliability;break;case4:returnMaximize

10、throughput;break;case8:returnMinimizedelay;break;case15:returnMaximizesecurity;break;default:returnUnknown;voidgetFlags(WORDw,BYTE&DF,BYTE&MF)DF=(w14)&0 x01;MF=(w13)&0 x01;voidgetFragOff(WORDw,WORD&fragOff)fragOff=w&0 x1fff;char*getProtocol(BYTEProtocol)switch(Protocol)case1:returnICMP;case2:returnI

11、GMP;case4:returnIPinIP;case6:returnTCP;case8:returnBGP;case17:returnUDP;case41:returnRSVP;case89:returnOSPF;default:returnUNKNOWN;voidipparse(FILE*file,char*buffer)intk,j;IP_HEADERip=*(IP_HEADER*)buffer;fseek(file,0,SEEK_END);for(k=0;k5;k+),(unsigned,(unsignedfor(j=0;j20;j+)fprintf(file,%x%xchar)buf

12、fer20*k+j)4,(buffer20*k+j&0 x0f);fprintf(file,n);/解析版本信息BYTEversion;getVersion(ip.Version,version);fprintf(file,版本=%drn,version);/解析IP长度BYTEheaderLen;getlHL(ip.HdrLen,headerLen);fprintf(file,头长度=%d(BYTE)rn,headerLen);/解析服务类型fprintf(file,服务类型=%s,%srn,parseServiceType_getProcedence(ip.ServiceType),par

13、seServiceType_getTOS(ip.ServiceType);/解析数据包长度fprintf(file,数据报长度=%d(BYTE)rn,ip.TotalLen);/解析数据包IDfprintf(file,数据报ID=%drn,ipD);/解析标志位BYTEDF,MF;getFlags(ip.Flags,DF,MF);fprintf(file,分段标志DF=%d,MF=%drn,DF,MF);/解析分段偏移WORDfragOff;getFragOff(ip.FragOff,fragOff);fprintf(file,分段偏移值=%drn,fragOff);/解析生存期fprintf

14、(file,生存期=%drn,ip.TimeToLive);/解析协议fprintf(file,协议=%srn,getProtocol(ip.Protocol);/解析头校验和fprintf(file,头校验和=0 x%0 xrn,ip.HdrChksum);/解析IP地址fprintf(file,源IP地址=%srn,inet_ntoa(*(in_addr*)&ip.DstAddr);/解析目的IP地址fprintf(file,目的IP地址=%srn,inet_ntoa(*(in_addr*)&ip.DstAddr);II解析数据包前32字节for(inti=0;ih_addr_list0;

15、addr_in.sin_family=AFNET;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)printf(bindfailed);return-1;DWORDdwValue=1;II设置SOCK_RAW为SIO_RCVALL,以便接收所有的IP包#defineIO_RCVALL_WSAIOW(IOC_VENDOR,1)DWORDdwBufferLen10;DWORDdwBufferInLen=1;DWORDdwBytesR

16、eturned=0;if(WSAIoctl(sock,IO_RCVALL,&dwBufferlnLen,sizeof(dwBufferlnLen)，&dwBufferLen,sizeof(dwBufferLen),&dwBytesReturned,NULL,NULL)=SOCKET_ERROR)printf(ioctlsocketfailedn);coutv0)ipparse(stdout,buffer);ipparse(file,buffer);fclose(file);return0;(4)实验结果与分析将IP分组按16进制形式输出：居層居FJJJAJ.AJJ00Ibl00I6234本=4

17、讦*瘪=20服畀类型=JRautine,Norna1BYTE001000353328aa阴6437843331613340f538643900983136659e64fle335b819e363d6440e3360I519E0Qd333IS3b0bC08f31Q80a4b00303930320aS33038356264據曇长度=10240：；glD=3972分矗标志EF=0卩詡n生存期-1286-1协伙TCF头校脸和自的IP地it=192_lt8.8.?5教话很第0gtj.S|.数据孩转+丘沪，EllJID=3?72：98clfS3a:eeabedd5RT：fff12字11：688f16字丕：

18、720?：3135383124:3638363126p：3?313b34X20p：313538314ti：3G383631殳第閱学节：37313b34IP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“84Of”，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