Tracert 程序设计报告

PAGEPAGE9设计报告课 程 计算机网络设计名称 Tracert程专业班级 计科112实验日期指导教成 年 月 日一、设计目的和要求1、实验目的熟悉原始套接字编程。了解网络的结构。了解网络传输底层协议。熟悉掌握ICMP掌握vc6.0通过实验熟悉协议的应用。2、实验要求1、通过实验，可以使程序记录并显示了数据报从源端机器传送到目标机器的过程中所经过的路由器的IP地址，并且记录了数据报到达每个路由器所需要的时间。认真观察到达每个路由器的时间有什么区别，从而熟练掌握tracert的工作原理和ICMP报文协议。2、当我们不能通过网络访问目的设备时，网络管理员就需要判断是哪里出了问题。问题不仅仅会出现在最终目的设备，也可能出现在转发数据包的中间路由器。二、设计说明（包括设计分析，系统运行环境，设计中的重点和难点，输入和输出输出条件等）是利用路由跟踪实用程序于确定IPIPtracerttraceroutepingpingtracertIPPing。该实用程序跟踪的路径是源计算机到目的地的一条路径，Tracert（指定的目标地址比较远15TracerttracertIP相应的域名转换，TracerttracertIP节上出了问题，虽然还是没有确定是什么问题，但它已经告诉了我们问题所在的地方。三、系统详细设计（包括程序流程、主要函数等）开始使用UDP协议创建原始UDP包Y NTTL+（初始值为1）填充UDP数据包并发送N有数据报到达？YN 有预期数据报？Y解析数据报并显示输出 超时显示超时信息释放各种资源显示结果信息结束四、程序源代码及注释#include<iostream.h>#include<iomanip.h>#include<winsock2.h>#include<ws2tcpip.h>#include"itracert.h"////////////////////////////////////////////////////////intmain(intargc,char*argv[]){//if(argc!=2){cerr<<"\nUsage:itracertreturn-1;}//winsock2WSADATAwsa;if(WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsa)!=0){cerr<<"\nFailedtoinitializetheWinSock2DLL\n"<<"errorcode:"<<WSAGetLastError()<<endl;return-1;}//将命令行参数转换为IP地址u_longulDestIP=inet_addr(argv[1]);if(ulDestIP==INADDR_NONE){//转换不成功时按域名解析hostent*pHostent=gethostbyname(argv[1]);if(pHostent){ulDestIP=(*(in_addr*)pHostent->h_addr).s_addr;//输出屏幕信息cout<<"\nTracingrouteto"<<argv[1]<<"["<<inet_ntoa(*(in_addr*)(&ulDestIP))<<"]"<<"withamaximumof"<<DEF_MAX_HOP<<"hops.\n"<<endl;}else//解析主机名失败{cerr<<"\nCouldnotresolvethehostname"<<argv[1]<<'\n'<<"errorcode:"<<WSAGetLastError()<<endl;WSACleanup();return-1;}}else{//输出屏幕信息cout<<"\nTracingrouteto"<<argv[1]<<"withamaximumof"<<DEF_MAX_HOP<<"hops.\n"<<endl;}//填充目的Socket地址sockaddr_indestSockAddr;ZeroMemory(&destSockAddr,sizeof(sockaddr_in));destSockAddr.sin_family=AF_INET;destSockAddr.sin_addr.s_addr=ulDestIP;//使用ICMP协议创建RawSocketSOCKETsockRaw=WSASocket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_ICMP,NULL,0,WSA_FLAG_OVERLAPPED);if(sockRaw==INVALID_SOCKET){cerr<<"\nFailedtocreatearawsocket\n"<<"errorcode:"<<WSAGetLastError()<<endl;WSACleanup();return-1;}设置端口属性intiTimeout=DEF_ICMP_TIMEOUT;if(setsockopt(sockRaw,SOL_SOCKET,SO_RCVTIMEO,(char*)&iTimeout,sizeof(iTimeout))==SOCKET_ERROR){cerr<<"\nFailedtosetrecvtimeout\n"<<"errorcode:"<<WSAGetLastError()<<endl;closesocket(sockRaw);WSACleanup();return-1;}if(setsockopt(sockRaw,SOL_SOCKET,SO_SNDTIMEO,(char*)&iTimeout,sizeof(iTimeout))==SOCKET_ERROR){cerr<<"\nFailedtosetsendtimeout\n"<<"errorcode:"<<WSAGetLastError()<<endl;closesocket(sockRaw);WSACleanup();return-1;}//创建ICMP包发送缓冲区和接收缓冲区charIcmpSendBuf[sizeof(ICMP_HEADER)+DEF_ICMP_DATA_SIZE];memset(IcmpSendBuf,0,sizeof(IcmpSendBuf));charIcmpRecvBuf[MAX_ICMP_PACKET_SIZE];memset(IcmpRecvBuf,0,sizeof(IcmpRecvBuf));//填充待发送的ICMP包ICMP_HEADER*pIcmpHeader=(ICMP_HEADER*)IcmpSendBuf;pIcmpHeader->type=ICMP_ECHO_REQUEST;pIcmpHeader->code=0;pIcmpHeader->id=(USHORT)GetCurrentProcessId();memset(IcmpSendBuf+sizeof(ICMP_HEADER),'E',DEF_ICMP_DATA_SIZE);//开始探测路由DECODE_RESULTstDecodeResult;BOOLbReachDestHost=FALSE;USHORTusSeqNo=0;intiTTL=1;intiMaxHop=DEF_MAX_HOP;while(!bReachDestHost&&iMaxHop--){//设置IP数据报头的ttl字段setsockopt(sockRaw,IPPROTO_IP,IP_TTL,(char*)&iTTL,sizeof(iTTL));//输出当前跳站数作为路由信息序号cout<<setw(3)<<iTTL<<flush;//填充ICMP数据报剩余字段((ICMP_HEADER*)IcmpSendBuf)->cksum=0;((ICMP_HEADER*)IcmpSendBuf)->seq=htons(usSeqNo++);((ICMP_HEADER*)IcmpSendBuf)->cksum GenerateChecksum((USHORT*)IcmpSendBuf,sizeof(ICMP_HEADER)+DEF_ICMP_DATA_SIZE);//记录序列号和当前时间stDecodeResult.usSeqNo=((ICMP_HEADER*)IcmpSendBuf)->seq;stDecodeResult.dwRoundTripTime=GetTickCount();//ICMPEchoRequestif(sendto(sockRaw,IcmpSendBuf,sizeof(IcmpSendBuf),0,(sockaddr*)&destSockAddr, sizeof(destSockAddr)) SOCKET_ERROR){//如果目的主机不可达则直接退出if(WSAGetLastError()==WSAEHOSTUNREACH)cout<<'\t'<<"Destinationhostunreachable.\n"<<"\nTracecomplete.\n"<<endl;closesocket(sockRaw);WSACleanup();return0;}//ICMPEchoReply//因为收到的可能并非程序所期待的数据报，所以需要循环接收直到收到所要数据或超时sockaddr_infrom;intiFromLen=intiReadDataLen;while(1){//等待数据到达iReadDataLen = recvfrom(sockRaw, MAX_ICMP_PACKET_SIZE,0,(sockaddr*)&from,&iFromLen);if(iReadDataLen!=SOCKET_ERROR)//有数据包到达{EchoRequest

//解码得到的数据包，如果解码正确则跳出接收循环发送下一个if (DecodeIcmpResponse(IcmpRecvBuf, iReadDataLen,stDecodeResult)){

if (stDecodeResult.dwIPaddr.s_addr ==destSockAddr.sin_addr.s_addr)bReachDestHost=TRUE;cout<<'\t'<<inet_ntoa(stDecodeResult.dwIPaddr)<<endl;break;}}elseif(WSAGetLastError()==WSAETIMEDOUT)//接收超时，打印星号{cout<<setw(9)<<'*'<<'\t'<<"Requesttimedout."<<endl;break;}else{cerr<<"\nFailedtocallrecvfrom\n"<<"errorcode:"<<WSAGetLastError()<<endl;closesocket(sockRaw);WSACleanup();return-1;}}//TTLiTTL++;}//输出屏幕信息cout<<"\nTracecomplete.\n"<<endl;closesocket(sockRaw);WSACleanup();return0;}//产生网际校验和USHORTGenerateChecksum(USHORT*pBuf,intiSize){unsignedlongcksum=0;while(iSize>1){cksum+=*pBuf++;iSize-=sizeof(USHORT);}if(iSize)cksum+=*(UCHAR*)pBuf;cksum=(cksum>>16)+(cksum&0xffff);cksum+=(cksum>>16);return(USHORT)(~cksum);}//解码得到的数据报BOOL DecodeIcmpResponse(char* pBuf, int iPacketSize, stDecodeResult){//检查数据报大小的合法性IP_HEADER*pIpHdr=(IP_HEADER*)pBuf;intiIpHdrLen=pIpHdr->hdr_len*4;if(iPacketSize<(int)(iIpHdrLen+sizeof(ICMP_HEADER)))returnFALSE;//ICMPidIcmpICMP_HEADER*pIcmpHdr=(ICMP_HEADER*)(pBuf+iIpHdrLen);USHORTusID,usSquNo;if(pIcmpHdr->type==ICMP_ECHO_REPLY){usID=pIcmpHdr->id;usSquNo=pIcmpHdr->seq;}elseif(pIcmpHdr->type==ICMP_TIMEOUT){char*pInnerIpHdr=pBuf+iIpHdrLen+sizeof(ICMP_HEADER); //IPintiInnerIPHdrLen=((IP_HEADER*)pInnerIpHdr)->hdr_len*4;//IPICMP_HEADER* pInnerIcmpHdr (ICMP_HEADER*)(pInnerIpHdr+iInnerIPHdrLen);//ICMPusID=pInnerIcmpHdr->id;usSquNo=pInnerIcmpHdr->seq;}elsereturnFALSE;if (usID != (USHORT)GetCurrentProcessId() usSq