课程设计报告-发现网络中的活动主机.doc

重庆交通大学信息科学与工程学院
课程设计实验报告
专业: 12级通信工程(2)班
学号:
姓名:
实验所属课程:通信网综合课程设计
指导教师: 谭晋

一、程设计的目的和意义
在网络管理中,经常要确定当前网络中处于活动状态的主机,这时可以通过使用 ICMP协议的回送请求(Ping请求)和回送响应(Ping应答)消息来完成本工作。
本课程设计的目的是编制程序,利用ICMP数据包,发现制定网段中的活动主机。
IP协议的优点是简洁,但缺少差错控制和查询机制,而网际控制报文协议(ICMP)具有补充IP功能的作用。在网络管理中,常常要确定当前网络中处于活动状态的主机,这时可以通过使用ICMP的回送和回送响应消息来完成这项工作。本课程设计的目的就是编制程序,利用ICMP数据包,发现指定网段中的活动主机。通过课程设计,使学生更加熟悉ICMP报文的结构,对ICMP协议有更好的理解和认识。
二、课程设计条件
计算机,Matlab、C/C++或JAVA编程软件或者其他通信网仿真软件(如NS2、++等)、嵌入式开发板、编程器等。
三、程设计的内容和要求
本程序的功能是发送ICMP数据包,以获取指定网段中的活动主机,并将结果显示到屏幕上。
程序的要求
1) 不允许在程序中直接调用Ping,而是用程序实现Ping的功能。
2) 以命令形式运行:程序名 Start_ip End_ip, 其中,Start_IP为起始IP地址;End_IP为结束IP地址。
3) 输出格式为:
活动主机1的IP地址
活动主机2的IP地址
……
四、课程设计的相关技术
IP 协议是一种不可靠的协议,无法进行差错控制。但IP 协议可以借助其他协议来实现这一功能,
如ICMP。ICMP( Control Messages Protocol, 网间控制报文协议)允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告。一般来说,ICMP 报文提供针对网络层的错误诊断、拥塞控制、路径控制和查询服务四项大的功能。如,当一个分组无法到达目的站点或TTL 超时后,路由器就会丢弃此分组,并向源站点返回一个目的站点不可到达的ICMP 报文。
编制程序前首先要对ICMP报文的格式有一定的了解,ICMP报文是在IP数据报内部传输的,其结构如图10-1所示。
IP数据报
IP首部 ICMP报文
图10-1 ICMP封装在IP内部
0 7 8 15 16 31(位)
类型字段
代码字段
校验和字段
(不同类型和代码有不同内容)
图10-2 ICMP报文
ICMP报文的格式如图10-2所示。所有报文的前4个字节都是一样的,但是其它字节则互不相同。其中类型字段可以有15个不同的值,以描述特定类型的ICMP报文,某些ICMP报文还使用代码字段的值来进一步描述不用的条件。按验和字段为2字节,校验的范围是整个ICMP报文。检验和是必须的,其计算方法与IP协议头部校验和的计算方法一样。
各种类型的ICMP报文如图10-3所示(ICMP报文类型),不同类型由报文中的类型字段和代码字段来共同决定。
类型代码描述
0 0 回送响应(PING应答)
目的不可达
网络不可达
主机不可达
协议不可达
端口不可达
需要进行分片但设置了禁止分片比特
源主机选择路由失败
无法识别目的网络
无法识别目的主机
源主机被隔离
目的网络被禁止
目的主机被禁止
由于服务类型(TOS),网络不可达
由于服务类型(TOS),主机不可达
由于过滤,通信被强行禁止
主机越权
优先权终止生效
4 0 源端被关闭(基本流控制)
5 重定向
对网络重定向
对主机重定向
对服务类型和网络重定向
对服务类型和主机重定向
8 0 回送请求(PING请求)
9 0 路由器通告
10 0 路由器请求
超时
传输期间生存期减为0
数据报组装期间生存期减为0
参数问题
各种IP头部错误
缺少必须的选项
13 0 时间戳请求
14 0 时间戳应答
15 0 信息请求(已作废)
16 0 信息应答(已作废)
17 0 地址掩码请求
18 0 地址掩码应答
10-3 ICMP报文类型
本课程设计的目的是发现网络中的活动主机,就是使用ICMP的回送和回送响应消息发现网络中的活动主机,即Ping消息的请求和应答。那幺,发送的ICMP的数据包类型设置为回送请求(类型号为8)。
五、课程设计过程
本程序使用原始套接字(SOCK_RAW)生成ICMP报文来进行活动主机的探查,这个程序使用的是回送请求与应答信息。
程序的大致思想:把ICMP的数据包类型设置为回送请求(Ping请求,类型号为8),将