课程设计IP数据包捕获与解析的设计.doc

(1)使学生掌握网络通信协议的基本工作原理;
(2)培养学生基本掌握网络编程的基本思路和方法;
(3)能提高学生对所学计算机网络理论知识的理解能力;
(4)能提高和挖掘学生对所学知识的实际应用能力和创新能力;
(5)提高学生的科技论文写作能力。

IP数据包捕获与解析的设计。
设计任务:
(1)掌握IP数据包的工作原理与报头设计的相关字段
(2)理解IP包的版本、头长度、服务类型、数据包总长度、数据包标识、分段标志、分段偏移量、生存时间、上层协议类型、头校验合、源IP地址和目的IP地址等内容。
设计内容:根据IP数据包的标准格式,编写程序捕获IP数据包并进行解析,并将解析后各IP包的头部与数据字段写入输出文件。数据字段的值从捕获的文件中获取。为了获取网络中的IP数据包,可以采用Winsock的数据库查询函数gethostname()和gethostbyname()解决,捕获IP数据包并解析IP地址等内容。

IP数据报的格式说明:
IP数据包格式包含了标头固定部分,标头可变部分和数据区三部分。IP数据报标头部分固定为20个字节,其中包含了12个参数域,各参数域隐含着网间协议的传输机制。IP具体的标头格式如图1所示。
各参数域的具体含义如下:
版本号:长度4位,表示所使用的IP协议的版本。IPv4版本号字段值为4;IPV6版本号字段号的值为6.
标头长:长度4位,定义了一个以4B为一个单位的IP包的报头长度
服务类型:共8位,高3位组成优先级子域,随后4位组成服务类型子域。
数据报总长度:总长度为2B(即6位)。定义了以字节为单位的数据报的总长度。
重装标识:长度16位,用于识别IP数据报的编号,让目的主机判断新来的数据属于哪个分组。
分片标识:共3位,最高位为0;DF禁止分片标识。DF=0,可以分片;DF=1,不能分片。MF:分片标识。MF=0,表示接的是最后一个分片;MF=1,不是最后一个分片。
片偏移值:共13位,说明分片在整个数据报中的相对位置。
生存周期:8位,用来设置数据数据报在整个网络传输过程中的寿命。常以一个数据报可以经过的最多的路由器跳步数来控制。
协议类型:共8位,表示该IP数据报的高层协议类型。
标头校验和:共16位,用于存放检查报头错误的校验码。
源、宿主机地址:共32位,分别表示发送和接受数据报的源主机和宿主机的IP地址。
选项数据域:0-40B,用于控制和测试。
IP数据包的格式为:

IP数据包的C++定义:
typedef struct _IP
{
union
{
BYTE Version; // 版本
BYTE HdrLen;//IHT
};
BYTE ServiceType; // 服务类型
WORD TotalLen; // 总长
WORD ID; // 标识
union
{
WORD Flags; // 标志
WORD FragOff; // 分段偏移
};
BYTE TimeToLive; // 生命期
BYTE Protocol; // 协议
WORD HdrChksum; // 头校验和
DWORD SrcAddr; // 源地址
DWORD DstAddr; // 目的地址
BYTE Options; // 选项
} IP;
套接字的使用:
本程序使用套接字socket编程,将网卡设为能够接受流经网卡的所有类型的数据包。首先,初始化套接字,然后监听数据包,解析数据包。
SOCKET sock=socket(,SOCK_RAW,IPPROTO_IP)用来创建套接字,其参数为通信发生的区字段和套接字的类型。
WSAIoctl(sock , IO_RCVALL ,&dwBufferInLen , sizeof(dwBufferInLen)函数用来把网卡设置为混杂模式。
recv(sock,buffer,65535,0)函数用来接收经过的IP包,其参数分别是套接字描述符,缓冲区的地址,缓冲区的大小。

No
Yes
开始
构造程序运行文件,生成输出文件
创建并初始化原始套接字
设置网卡混杂模式
监听网卡
捕获和解析IP数据报
输出解析信息,并存入文档
结束
是否达到需要次数

1、使用原始套接字
要进行IP层数据包的接收和发送,应使用原始套接字。创建原始套接字的代码如下:
SOCKET sock;
sock=ket(,SOCK_RAW,IPPROTO_IP,NULL,0,
WSA_FLAG_