计算机网络课程设计实验报告

PAGEPAGE1实验报告课程名称 计算机网络课程设计 报告名称 计算机网络课程设计实验报告班级 物联11 学号 姓名 课题一：发送ARP数据包1、实验目的和要求1.1实验目的（1）熟悉ARP协议的原理；（2）熟悉ARP协议的分组结构；（3）熟悉WinCap中的Packet编程；（4）熟悉截包软件的使用。1.2实验要求编写程序，构造ARP包，选择并打开网卡，将ARP包发送出去并用截包软件验证。（1）程序使用VisualC++编写，可建立Win32ConsoleApplication工程；（2）程序用命令行方式使用，命令行要求有6个参数，可按如下命令方式使用：程序名源IP源MAC目标IP目标MAC标志网卡号其中标志参数：1表示请求，2表示应答。（3）在ARP填充数据字段填入自己的姓名的拼音；（4）用安装的截包软件能够捕获到本程序发出的ARP包。2、实验环境2.1硬件环境PC机一台2.2软件环境操作系统：WindowsXP开发语音：C、C++运行环境：MicrosoftVisualC++6.0函数库：WinPcap4.0.1（Packet.dll）截包软件：Ethereal程序逻辑框图程序源代码#include<stdafx.h>#include<iostream.h>#include<fstream.h>#include<conio.h>#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include"Packet32.h"#include"Ntddndis.h"#include<string.h>#pragmacomment(lib,"Packet.lib")#pragmacomment(lib,"ws2_32.lib")//DLC头typedefstructDLCHeader{unsignedcharDesMAC[6];unsignedcharSrcMAC[6];unsignedshortEthertype;}DLCHEADER;//ARP桢typedefstructARPFrame{unsignedshortHW_Type;unsignedshortProt_Type;unsignedcharHW_Addr_Len;unsignedcharProt_Addr_Len;unsignedshortFlag;//1=request,2=responseunsignedcharSend_HW_Addr[6];unsignedcharSend_Prot_Addr[4];unsignedcharTarg_HW_Addr[6];unsignedcharTarg_Prot_Addr[4];unsignedcharpadding[18];}ARPFRAME;//ARP包=DLC头+ARP桢typedefstructARPPacket{DLCHeaderdlcHeader;ARPFramearpFrame;}*PARPPACKET;ARPPacketARPPACKET;inttransIP(char*,unsignedchar*);inttransMAC(char*,unsignedchar*);LPADAPTERlpAdapter;LPPACKETlpPacket;boolSend();voidmain(intargc,char*argv[]){if(argc!=6){cout<<"输入格式错误"<<endl;return;}inti=0;memset(&ARPPACKET,0,sizeof(ARPPACKET));if(*argv[5]=='0'){for(i=0;i<6;i++)ARPPACKET.dlcHeader.DesMAC[i]=0xff;ARPPACKET.arpFrame.Flag=(unsignedshort)0x0100;}else{if(*argv[5]=='1'){//填充DLC头中目的MAC地址if(!transMAC(argv[4],ARPPACKET.dlcHeader.DesMAC))return;//ARP桢中flag位置2ARPPACKET.arpFrame.Flag=(unsignedshort)0x0200;}elsecout<<"flag位输入错误"<<endl;}if(!transMAC(argv[2],ARPPACKET.dlcHeader.SrcMAC))return;//填充DLC头中桢类型ARPPACKET.dlcHeader.Ethertype=htons((unsignedshort)0x0806);ARPPACKET.arpFrame.HW_Type=(unsignedshort)0x0100;//(Ethernet类型)ARPPACKET.arpFrame.Prot_Type=(unsignedshort)0x0008;ARPPACKET.arpFrame.HW_Addr_Len=(unsignedchar)6;ARPPACKET.arpFrame.Prot_Addr_Len=(unsignedchar)4;if(!transMAC(argv[2],ARPPACKET.arpFrame.Send_HW_Addr))return;if(!transIP(argv[1],ARPPACKET.arpFrame.Send_Prot_Addr))return;if(!transMAC(argv[4],ARPPACKET.arpFrame.Targ_HW_Addr))return;if(!transIP(argv[3],ARPPACKET.arpFrame.Targ_Prot_Addr))return;for(i=3;i<18;i++)ARPPACKET.arpFrame.padding[i]=0;ARPPACKET.arpFrame.padding[0]='w';ARPPACKET.arpFrame.padding[1]='a';ARPPACKET.arpFrame.padding[2]='n';ARPPACKET.arpFrame.padding[3]='g';ARPPACKET.arpFrame.padding[4]='j';ARPPACKET.arpFrame.padding[5]='i';ARPPACKET.arpFrame.padding[6]='n';ARPPACKET.arpFrame.padding[7]='q';ARPPACKET.arpFrame.padding[8]='u';ARPPACKET.arpFrame.padding[9]='a';ARPPACKET.arpFrame.padding[10]='n';if(!Send())cout<<"发送arp包失败"<<endl;}inttransIP(char*argv,unsignedchar*a){charip[16];inti=0,j=0,k=0;strcpy(ip,argv);intm=strlen(argv);for(i=0;i<m;i++)//判断命令行输入的IP格式是否正确{if((ip[i]<'0'||ip[i]>'9')&&ip[i]!='.'){cout<<"输入ip:"<<argv<<"格式错误"<<endl;return0;}else{if(ip[i]!='.')j++;else{k++;if(j>3){cout<<"输入ip:"<<argv<<"格式错误"<<endl;return0;}else{j=0;}if(k>3){cout<<"输入ip:"<<argv<<"格式错误"<<endl;return0;}}}}j=0;for(i=0;i<4;i++)//填充IP地址{while(*(ip+j)<'0'||*(ip+j)>'9')j++;a[i]=(unsignedchar)atoi(ip+j);while(*(ip+j)>='0'&&*(ip+j)<='9')j++;}return1;}inttransMAC(char*argv,unsignedchar*b){charmac[18];inti=0,j=0,k=0;strcpy(mac,argv);intm=strlen(argv);for(i=0;i<m;i++)//判断命令行输入的MAC地址是否正确{if(mac[i]<'0'||(mac[i]>':'&&mac[i]<'A')||(mac[i]>'Z'&&mac[i]<'a')||mac[i]>'Z'){cout<<"输入mac:"<<argv<<"格式错误"<<endl;return0;}else{if(mac[i]!=':')j++;else{k++;if(j>2){cout<<"输入mac"<<argv<<"格式错误"<<endl;return0;}else{j=0;}if(k>5){cout<<"输入mac"<<argv<<"格式错误"<<endl;return0;}}}}j=0;for(i=0;i<6;i++)//填充MAC地址{ while(*(mac+j)==':'||*(mac+j)=='-')j++;if(*(mac+j)>='0'&&*(mac+j)<='9')b[i]=(unsignedchar)(*(mac+j)-'0');if(*(mac+j)>='a'&&*(mac+j)<='z')b[i]=(unsignedchar)(*(mac+j)-'a'+10);if(*(mac+j)>='A'&&*(mac+j)<='z')b[i]=(unsignedchar)(*(mac+j)-'A'+10);j++;b[i]*=16;if(*(mac+j)>='0'&&*(mac+j)<='9')b[i]+=(unsignedchar)(*(mac+j)-'0');if(*(mac+j)>='a'&&*(mac+j)<='z')b[i]+=(unsignedchar)(*(mac+j)-'a'+10);if(*(mac+j)>='A'&&*(mac+j)<='z')b[i]+=(unsignedchar)(*(mac+j)-'A'+10);j++;}return1;}boolSend(){charAdapterNameA[8192];charAdapterNameU[2*sizeof(AdapterNameA)];unsignedlongAdapterAlength=sizeof(AdapterNameA);unsignedlongAdapterUlength=2*sizeof(AdapterNameA);DWORDdwVersion=GetVersion();DWORDdwWindowsMajorVersion=(DWORD)(LOBYTE(LOWORD(dwVersion)));if(!(dwVersion>=0x80000000&&dwWindowsMajorVersion>=4)){//WindowsNT//获取UNICODE码网卡名列表if(PacketGetAdapterNames(AdapterNameU,&AdapterUlength)==FALSE){cout<<"cannotgetadapterlist"<<endl;returnFALSE;}//将第一个网卡名转为ASCII码unsignedshort*pAdapterName=(unsignedshort*)AdapterNameU;for(unsignedi=0;i<AdapterAlength;i++)if((AdapterNameA[i]=(char)pAdapterName[i])=='\0')break;}else{//Windows9x//获取ASCII码网卡名列表if(PacketGetAdapterNames(AdapterNameA,&AdapterAlength)==FALSE){cout<<"cannotgetadapterlist"<<endl;returnFALSE;}}inti; for(i=1;i<8000;i++)AdapterNameA[i]=AdapterNameU[i+33];lpAdapter=PacketOpenAdapter(AdapterNameA);if(!lpAdapter||lpAdapter->hFile==INVALID_HANDLE_VALUE){cout<<"Cannotopenadapter.errorcode:"<<GetLastError()<<endl;returnFALSE;}//发送包：LPPACKETlpPacket;//定义发送包指针if((lpPacket=PacketAllocatePacket())!=NULL){//初始化发送包结构PacketInitPacket(lpPacket,&ARPPACKET,sizeof(ARPPACKET));//每次只发送一个包PacketSetNumWrites(lpAdapter,1);//发送包if(PacketSendPacket(lpAdapter,lpPacket,true)==1){cout<<"Sendsuccessfully"<<endl;}else{cout<<"Sendfail"<<endl;PacketFreePacket(lpPacket);//释放发送包结构}}else{cout<<"FailedallocatingLPPACKET"<<endl;}PacketCloseAdapter(lpAdapter);returnTRUE;}实验数据、结果分析打开Ethereal进行抓包，然后调试程序，运行成功。本机IP：37MAC地址：88:51:FB:6F:0A:A1ARP请求打开程序，设置程序变量为3788:51:FB:6F:0A:A103FF:FF:FF:FF:FF:FF0截图如下：ARP应答向教师机发送请求后收到应答，截图如下6、总结通过此次实验，让我们重新温习了使用VC++6.0进行编程的流程，提高了我们用C语言进行编程的能力。以前对于ARP的认识仅仅停留在课本知识的层次，这次的实际操作，加深了我们对于ARP包的了解，对ARP协议帧结构和它的工作原理有了更深的认识。通过实验，我们也了解了WinPcap中一些数据结构和函数说明，并且学会了如何使用Ethereal进行抓包，并在其中筛选出想要的结果。此外，通过这次实验，也锻炼了我们的思考能力和合作能力。在编程的过程中，遇到了很多的困难，只有静下心来，仔细思考，逐步调试，才能找出代码存在的问题。有的问题很棘手，自己难以解决，通过和同学们互相讨论，加强了合作能力，也促进了问题的解决。同时，特别感谢老师在实验过程中的悉心指导。课题二：解析ARP与IP数据包1、实验目的和要求1.1、实验目的（1）熟悉ARP与IP协议的原理；（2）熟悉ARP与IP协议的分组结构，对网络协议有更好的理解与认识；（3）熟悉WinCap编程；1.2、实验要求编写程序，获取网络中的ARP包和IP包，解析数据包的内容，显示各包的主要字段和接收时间。（1）程序使用VisualC++编写，可建立Win32ConsoleApplication工程；（2）程序用命令行方式使用，命令行要求有1个参数，可按如下命令方式使用：程序名网卡号（3）程序输出的内容可参考如下格式：SourceIPSourceMac/HeadLenDestIPDestMac/TotalLenFlag/ProtocolTimeType其中，Flag是对ARP而言的（1为请求，2为应答）；Type表示包的类型（ARP或IP，或者用代码表示）；HeadLen、TotalLen和Protocol是对IP而言的。（4）程序接收到键盘输入Ctrl+C时退出。2、实验环境2.1硬件环境PC机一台2.2软件环境操作系统：WindowsXP开发语音：C、C++运行环境：MicrosoftVisualC++6.0函数库：WinPcap4.0.1（Packet.dll）截包软件：Ethereal3、程序逻辑框图4、程序源代码#include<conio.h>#include<fstream.h>#include<iomanip.h>#include<pcap.h>#include<winsock2.h>#pragmacomment(lib,"ws2_32.lib")#pragmacomment(lib,"wpcap.lib")//定义ARP包数据structarppkt{ unsignedshorthdtyp;//硬件类型 unsignedshortprotyp;//协议类型 unsignedcharhdsize;//硬件地址长度 unsignedcharprosize;//协议地址长度 unsignedshortop;//（操作类型）操作值:ARP/RARP u_charsmac[6];//源MAC地址 u_charsip[4];//源IP地址 u_chardmac[6];//目的MAC地址 u_chardip[4];//目的IP地址};voidpacket_handler(constpcap_pkthdr*header,constu_char*pkt_data,ostream&out){//从ARP包中找到头部位置arppkt*arph=(arppkt*)(pkt_data+14); //输出源IP地址for(inti=0;i<3;i++)out<<int(arph->sip[i])<<'.';out.setf(ios::left);out<<setw(3)<<int(arph->sip[3])<<"";out.unsetf(ios::left); //输出源MAC地址 charoldfillchar=out.fill('0'); out.setf(ios::uppercase);for(i=0;i<5;i++)out<<hex<<setw(2)<<int(arph->smac[i])<<'-';out<<hex<<setw(2)<<int(arph->smac[5])<<"";out.fill(oldfillchar);out.unsetf(ios::hex|ios::uppercase); //输出目的IP地址for(i=0;i<3;i++)out<<int(arph->dip[i])<<'.'; out.setf(ios::left); out<<setw(3)<<int(arph->dip[3])<<''; out.unsetf(ios::left); //输出目的MAC地址 out.fill('0'); out.setf(ios::uppercase); for(i=0;i<5;i++) out<<hex<<setw(2)<<int(arph->dmac[i])<<'-'; out<<hex<<setw(2)<<int(arph->dmac[5])<<""; out.fill(oldfillchar); out.unsetf(ios::hex|ios::uppercase); //输出操作类型 out<<ntohs(arph->op)<<""; //输出操作时间 structtm*ltime; ltime=localtime(&header->ts.tv_sec); out.fill('0'); out<<ltime->tm_hour<<':'<<setw(2)<<ltime->tm_min<<':'<<setw(2)<<ltime->tm_sec; out.fill(oldfillchar); out<<endl;}voidmain(intargc,char*argv[])//命令行参数{ //初始化网络设备相关参数 pcap_if_t*alldevs; pcap_if_t*d; pcap_t*adhandle; charerrbuf[PCAP_ERRBUF_SIZE]; u_intnetmask; charpacket_filter[]="etherproto\\arp"; structbpf_programfcode; structpcap_pkthdr*header; constu_char*pkt_data; //获取网络设备列表 if(pcap_findalldevs(&alldevs,errbuf)==-1) { cout<<"Errorinpcap_findalldevs:"<<errbuf; return; } //选取一个Ethernet网卡 for(d=alldevs;d;d=d->next) { // 网卡设为混杂模式，接收所有帧 if((adhandle=pcap_open_live(d->name,1000,1,300,errbuf))==NULL) { cout<<"\nUnabletoopentheadapter."; pcap_freealldevs(alldevs); return; } //检查数据链路是否为Ethernet if(pcap_datalink(adhandle)==DLT_EN10MB&&d->addresses!=NULL) break; }if(d==NULL){cout<<"\nNointerfacesfound!MakesureWinpcapisinstalled.\n";return;}//获得子网掩码netmask=((sockaddr_in*)(d->addresses->netmask))->sin_addr.S_un.S_addr;//编译过滤器，只捕获ARP包if(pcap_compile(adhandle,&fcode,packet_filter,1,netmask)<0){cout<<"\nUnabletocompilethepacketfilter.Checkthesyntax.\n";pcap_freealldevs(alldevs);return;}//设置过滤器if(pcap_setfilter(adhandle,&fcode)<0){cout<<"\nErrorsettingthefilter.\n";pcap