计算机网络课程报告-发送TCP数据报

计算机网络课程设计报告题目：发送TCP数据报问题描述（把你所选的题目及要求说一下）TCP（传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的传输层协议。TCP协议在网络层IP协议的基础上，向应用层用户进程提供可靠的、全双工的数据传输流。本课程设计的目的就是设计一个发送TCP数据包的程序，并根据本设计说明TCP数据包的结构以及TCP协议与IP协议的关系，使学生对TCP协议的工作原理有更深入的认识。运行环境：MicrosoftVisualC++6.0概要设计（抽象数据类型定义）本程序的功能是填充一个TCP数据包，并发送给目的主机。以命令行形式运行：SendTCPsourse_ipsourse_portdest_ipdest_port其中，SendTCP为程序名；sourse_ip为源端IP地址；sourse_port为源端口；dest_ip为目的IP地址；dest_port为目的端口。2）其它的TCP头部参数请自行设定。3）数据字段为“Thisismyhomeworkofnetwork,Iamhappy!”。4）发送成功后在屏幕上输出”sendOK”。5）程序流程图如下： 详细设计（主要算法和函数间的调用关系）本课程设计的目标是发送一个TCP资料包，可以利用原始套接字来完 成这个工作。整个程序由初始化原始套接字和发送TCP数据包两个部分 组成。1)使用原始套接字SOCKETsock;sock=socket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP);为使用发送接收超时设置,必须将标志位置位置为WSA_FLAG_OVERLAPPED。在本课程设计中，发送TCP包时隐藏了自己的IP地址，因此我们要自己填充IP头，设置IP头操作选项。其中flag设置为ture，并设定IP_HDRINCL选项，表明自己来构造IP头。2)超时设置BOOLFlag=TRUE;setsockopt(sock,IPPROTO_IP,IP_HDRINCL,(char*)&Flag,sizeof(Flag));Inttimeout=1000;setsockopt(sock,SOL_SOCKET,SO_SNDTIMEO,(char*)&timeout,sizeof(timeout));在这里我们使用基本套接字SOL_SOCKET，设置SO_SNDTIMEO表示使用发送超时设置，超时时间设置为1000ms。3)定义IP首部typedefstruct_iphdr{UCHARh_lenver;//4位首部长度+4位IP版本号 UCHARtos;//8位服务类型TOS USHORTtotal_len;//16位总长度（字节） USHORTident;//16位标识 USHORTfrag_and_flags;//3位标志位 UCHARttl;//8位生存时间TTL UCHARproto;//8位协议(TCP,UDP或其它)USHORTchecksum;//16位IP首部校验和 ULONGsourceIP;//32位源IP地址ULONG destIP;//32位目的IP地址}IP_HEADER;}定义TCP伪首部 typedefstructpsd_hdr {ULONGsaddr;//源地址 daddr;//目的地址 UCHARmbz; UCHARptcl;//协议类型 USHORTtcpl;//TCP长度}PSD_HEADER;定义TCP首部typedefstruct_tcphdr{USHORTth_sport;//16位源端口号 USHORTth_dport;//16位目的端口ULONGth_seq;//32位序列号ULONGth_ack;//32位确认号UCHARth_lenres;//4位首部长度/6位保留字UCHARth_flag;//6位标志位USHORTth_win;//16位窗口大小USHORTth_sum;//16位校验和USHORTth_urp;//16位紧急数据偏移量}TCP_HEADER;计算校验和的子函数在填充数据包的过程中，需要调用计算校验和的函数checksum两次，分别用于校验IP头和TCP头部（加上伪头部），其实现代码如下：USHORTchecksum(USHORT*buffer,intsize){ unsignedlongcksum=0;while(size>1){ cksum+=*buffer++; size-=sizeof(USHORT);}if(size){ cksum+=*(UCHAR*)buffer;}cksum=(cksum>>16)+(cksum&0xffff);cksum+=(cksum>>16);return(USHORT)(~cksum);}调试分析（调式过程中出现的问题及如何改正）此图为第一次运行时出现的错误。错误原因为：当时没有输入源ip地址和目的ip地址。改正：在vc的‘工程->设置’菜单栏中输入源ip地址和目的ip地址，即可运行成功。心得体会（组内成员的分工及实习期间的体会）成员分工张欣：代码的编写与修改，设计报告的数据流程图的设计刘凯莉：代码的调试与分析胡燕：设计报告的完成心得体会这次的课程设计让我们学到了很多东西。最大的收获是学会了TCP数据包的填充和发送。在对TCP数据包进行填充时，首先需要我们去充分了解它的数据结构，在这个过程中可以了解相应字节上应该存放的内容和它们的功能。在实现TCP数据包的发送中，第一次深深接触了网络编程接口socket套接字的相关知识，虽然本次的课程设计只用到了其中一小部分知识，但这并不会影响对这方面知识的全面了解。总之这次的课程设计，让我们对网络中的数据收发有了一定的了解，并激发了对计算机网络的浓厚兴趣。六、用户手册（系统的使用方法介绍）源代码如下：#include<stdio.h>#include<winsock2.h>#include<ws2tcpip.h>#include<time.h>#include<windows.h>#include<string.h>#include<stdlib.h>#include<iostream.h>#pragmacomment(lib,"ws2_32.lib")#defineIPVER4//IP协议预定#defineMAX_BUFF_LEN65500//发送缓冲区最大值typedefstructip_hdr//定义IP首部{UCHARh_verlen;//4位首部长度,4位IP版本号UCHARtos;//8位服务类型TOSUSHORTtotal_len;//16位总长度（字节）USHORTident;//16位标识USHORTfrag_and_flags;//3位标志位UCHARttl;//8位生存时间TTLUCHARproto;//8位协议(TCP,UDP或其它)USHORTchecksum;//16位IP首部校验和ULONGsourceIP;//32位源IP地址ULONGdestIP;//32位目的IP地址}IP_HEADER;typedefstructtsd_hdr//定义TCP伪首部{ULONGsaddr;//源地址ULONGdaddr;//目的地址UCHARmbz;//没用UCHARptcl;//协议类型USHORTtcpl;//TCP长度}PSD_HEADER;typedefstructtcp_hdr//定义TCP首部{USHORTth_sport;//16位源埠USHORTth_dport;//16位目的端口ULONGth_seq;//32位序列号ULONGth_ack;//32位确认号UCHARth_lenres;//4位首部长度/6位保留字UCHARth_flag;//6位标志位USHORTth_win;//16位窗口大小USHORTth_sum;//16位校验和USHORTth_urp;//16位紧急数据偏移量}TCP_HEADER;//CheckSum:计算校验和的子函数USHORTchecksum(USHORT*buffer,intsize){ unsignedlongcksum=0;while(size>1){ cksum+=*buffer++; size-=sizeof(USHORT);}if(size){ cksum+=*(UCHAR*)buffer;}cksum=(cksum>>16)+(cksum&0xffff);cksum+=(cksum>>16);return(USHORT)(~cksum);}intmain(intargc,char*argv[]){ WSADATAWSAData; SOCKETsock; IP_HEADERipHeader; TCP_HEADERtcpHeader; PSD_HEADERpsdHeader; charSendto_Buff[MAX_BUFF_LEN];//发送缓冲区 unsignedshortcheck_Buff[MAX_BUFF_LEN];//检验和缓冲区 constchartcp_send_data[]={"Thisismyhomeworkofnetwort,Iamhappy!"}; BOOLflag; intrect,nTimeOver; if(argc!=5) { printf("Useage:SendTcpsoruce_ipsource_portdest_ipdest_port\n"); returnfalse; } if(WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&WSAData)!=0) { printf("WSAStartupError!\n"); returnfalse; } if((sock=WSASocket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_RAW,NULL,0,WSA_FLAG_OVERLAPPED))==INVALID_SOCKET) { printf("SocketSetupError!\n"); returnfalse; } flag=true; if(setsockopt(sock,IPPROTO_IP,IP_HDRINCL,(char*)&flag,sizeof(flag))==SOCKET_ERROR) { printf("setsockoptIP_HDRINCLerror!\n"); returnfalse; } nTimeOver=1000; if(setsockopt(sock,SOL_SOCKET,SO_SNDTIMEO,(char*)&nTimeOver,sizeof(nTimeOver))==SOCKET_ERROR) { printf("setsockoptSO_SNDTIMEOerror!\n"); returnfalse; }//填充IP首部 ipHeader.h_verlen=(IPVER<<4|sizeof(ipHeader)/sizeof(unsignedlong)); ipHeader.tos=(UCHAR)0; ipHeader.total_len=htons((unsignedshort)sizeof(ipHeader)+sizeof(tcpHeader)+sizeof(tcp_send_data)); ipHeader.ident=0;//16位标识 ipHeader.frag_and_flags=0;//3位标志位 ipHeader.ttl=128;//8位生存时间 ipHto=IPPROTO_UDP;//协议类型 ipHeader.checksum=0;//检验和暂时为0 ipHeader.sourceIP=inet_addr(argv[1]);//32位源IP地址 ipHeader.destIP=inet_addr(argv[3]);//32位目的IP地址//计算IP头部检验和 memset(check_Buff,0,MAX_BUFF_LEN); memcpy(check_Buff,&ipHeader,sizeof(IP_HEADER)); ipHeader.checksum=checksum(check_Buff,sizeof(IP_HEADER));//构造TCP伪首部 psdHeader.saddr=ipHeader.sourceIP; psdHeader.daddr=ipHeader.destIP; psdHeader.mbz=0; psdHeader.ptcl=ipHto; psdHeader.tcpl=htons(sizeof(TCP_HEADER)+sizeof(tcp_send_data));//填充TCP首部 tcpHeader.th_dport=htons(atoi(argv[4]));//16位目的端口号 tcpHeader.th_sport=htons(atoi(argv[2]));//16位源埠号 tcpHeader.th_seq=0;//SYN序列号 tcpHeader.th_ack=0;//ACK序列号置为0//TCP长度和保留位 tcpHeader.th_lenres=(sizeof(tcpHeader)/sizeof(unsignedlong)<<4|0); tcpHeader.th_flag=2;//修改这里来实现不同的标志位探测，2是SYN，1是//FIN，16是ACK探测等等 tcpHeader.th_win=htons((unsignedshort)16384);//窗口大小 tcpHeader.th_urp=0;//偏移大小 tcpHeader.th_sum=0;//检验和暂时填为0//计算TCP校验和 memset(check_Buff,0,MAX_BUFF_LEN); memcpy(check_Buff,&psdHeader,sizeof(psdHeader)); memcpy(check_Buff+sizeof(psdHeader),&tcpHeader,sizeof(tcpHeader)); memcpy(check_Buff+sizeof(PSD_HEADER)+sizeof(TCP_HEADER),tcp_send_data,sizeof(tcp_send_data)); tcpHeader.th_sum=checksum(check_Buff,sizeof(PSD_HEADER)+sizeof(TCP_HEADER)+sizeof(tcp_send_data));