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1、课设名称：IP数据包解析班 级：学 号：姓 名：指导老师：日期：20121Ip数据包解析目录1.课程设计目的12.课程设计要求13.程序设计分析13.1 网卡设置13.2 使用套接字23.2.2 接收数据包23.3 定义IP头部的数据结构33.4 IP包的解析33.5 协议的定义43.6捕获处理44.运行结果55.总结56.源程序代码61.课程设计目的 本课程设计的目的就是设计一个捕获并解析IP数据包的程序，并根据这个程序，说明IP数据包的结构及IP协议的相关问题，从而对IP层的工作原理有更好的理解和认识。2.课程设计要求 本设计的目标是捕获网络中的IP数据包，解析数据包的内容，将结果显示在标
2、准输出上，并同时写入日志文件。程序的具体要求如下：1）以命令行形式运行：ipparse logfile，其中ipparse是程序名, 而logfile则代表记录结果的日志文件。 2）在标准输出和日志文件中写入捕获的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、分段偏移值、生存时间、上层协议类型、头校验和、源IP地址和目的IP地址等内容。3）当程序接收到键盘输入Ctrl+C时退出3.程序设计分析3.1 网卡设置 为了获取网络中的IP数据包，必须对网卡进行编程，在这里使用套接字(socket)进行编程。但是，在通常情况下，网络通信的套接字程序只能响应与自己硬件地址相匹配的数据
3、包或是以广播形式发出的数据包。对于其他形式的数据包，如已到达网络接口，但却不是发送到此地址的数据包，网络接口在骓投递地址并非自身地址之后将不引起响应，也就是说应用程序无法收取与自己无关的数据包。我们要想获取网络设备的所有数据包，就是需要将网卡设置为混杂模式。3.2 使用套接字 套接字分为三种，即流套接字(Stream socket)、数据报套接字(Datagram Socket)和原始套接字(Raw Socket)。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=wsasocket(af_inet,sock_raw,ipprot
4、o-ip,null,0,wsa-flag-overlapped):本设计不用考虑超时情况。创建套接后，IP头就会包含在接收数据包中。然后，我可以设置IP头操作选项，调用setsockopt函数。其中flag设置为true,并设定IP-HDRINCL选项，表明用户可以亲自对IP头进行处理。最后使用bind()函数将socket绑定到本地网卡上。绑定网卡后，需用WSAIoctl()函数把网卡设置为混杂模式，使网卡能够接收所有的网络数据。如果接收的数据包中的协议类型和定义的原始套接字匹配，那么接收的数据就拷贝到套接字中，因此，网卡就可以接收所有经过的IP包。3.2.2 接收数据包 在程序中可使用re
5、cv()函数接收经过的IP包。该函数有四个参数，第一个参数接收操作所用的套接字描述符；第二个参数接收缓冲区的地址；第三个参数接收缓冲区的大小，也就是所要接收的字节数；第四个参数是一个附加标志，如果对所发送的数据没特殊要求，直接设为0。因为IP数据包的最大长度是65535B，因此缓冲区的大小不能小于65535B。设置缓冲区后，可利用循环来反复监听接收IP包，用recv()函数实现接收功能。3.3 定义IP头部的数据结构程序需要定义一个数据结构表示IP头部。其代码如下：struct IP_HEADERunsigned short ip_version, /*IP的版本号 */ip_hdr_len；
6、 /*IP包头的长度*/ip_tos； /*IP包的服务类型*/ip_total_len； /*IP包的总长度*/ip_id； /*IP包的分段标识*/ip_flags； /*IP包的分段标志*/ip_frag_offset； /*IP包的分段偏移*/ip_ttl； /*IP包的生存时间*/ip_proto； /*IP包的高层协议*/ip_hdr_chksum; /*IP包的校验和*/struct IPADDRESS ip_src_addr； /*IP包的源IP地址*/ip_dest_addr； /*IP包的目的IP地址*/ipheader;3.4 IP包的解析 解析IP包的字段有两种策略。针
7、对长度为8位、16位和32位的字段(或子字段)时，可以利用IP-HEADER的成员直接获取。要解析长度不是8位倍数的字段(或子字段)时，可以利用C语言中的移位以人、及与、或操作完成。3.5 协议的定义(包含相应的头文件#include #include）：DWORD dwIoControlCode=SIO_RCVALL, /*接收所有的IP包*/dwProtocol=IPPROTO_IP; /*协议类型为IP*/3.6捕获处理1.加载 Winsock；2.创建一个接收原始IP包的socket连接；3.绑定到一个接口；4.进行WSAIoctl设置，接收所有的IP数据包。代码如下：if (WSAI
8、octl(s, dwIoControlCode, &optval, sizeof(optval),NULL, 0, &dwBytesRet, NULL, NULL) = SOCKET_ERROR)5.接着设定一个线程进行捕获：（1）创建一个接收IP包的链表头；（2）设置一个标识，为真，则不断进行IP包的捕获；（3）建立一个新的结点，将捕获的数据包加入到该结点；（4）如果链表的长度达到指定的长度，创建一个线程对该链表的IP包进行解析；再设置一个在IP数据包链表不足给定的长度，而又中止IP捕获时，对链表的处理；（5）为下一个IP包链表创建一个链表头。6.建立一个进行IP包解析并显示的线程，进行解析
9、IP数据包，然后显示IP数据包。4.运行结果截获IP数据包程序运行结果如下：5.总结 在本次课程设计中，通过多次上机的实践，充分利用所学的计算机网络以及socket编程与C语言编程的知识，并上网搜索一部分相当资料，粗略设计出该程序。 通过本次课程设计，充分运用了所学的计算机网络知识，设计出了如何解析IP数据包，从而更加深刻的了解到了IP数据包的结构及IP协议的相关问题，从而对IP层的工作原理有更好的理解和认识。 在课程设计的过程也碰到的不少问题。例如：对IP数据包的结构不了解、IP层工作原理也不熟悉、C语言编程基础差等一系列问题。让我认识到了自己的很大不足，在以后的学习过程中还将努力提高。6.
10、源程序代码#include winsock2.h#include ws2tcpip.h#include iostream.h#include stdio.h#pragma comment(lib, ws2_32.lib)#define IO_RCVALL _WSAIOW(IOC_VENDOR,1)#define BUFFER_SIZE 65535/* 定义IP头部数据结构 */typedef struct _IP_HEADERunionBYTE Version; /版本（前4位）BYTE HdrLen; /报头标长（后四位），IP头长度;BYTE ServiceType; /服务类型WORD
11、TotalLen; /总长度WORD ID; /标识unionWORD Flags;WORD FragOff;BYTE TimeToLive;BYTE Protocol;WORD HdrChksum;DWORD SrcAddr;DWORD DstAddr;BYTE Options;IP_HEADER;/逐位解析IP头中的信息，获取版本号void getVersion(BYTE b,BYTE &version)version = b4;void getIHL(BYTE b,BYTE &result)result = (b & 0x0f) *4;/解析服务类型char * parseService
12、Type_getProcedence(BYTE b)switch(b5)case 7:return Network Control;case 6:return Internet work Control;case 5:return CRITIC/ECP;case 4:return Flash Override;case 3:return Falsh;case 2:return Immediate;case 1:return Priority;case 0:return Routine;default:return Unknown;char * parseServiceType_getTOS(B
13、YTE b)b=(b1)&0x0f;switch(b)case 0:return Normal service; case 1:return Minimize monetary cost;case 2:return Maximize reliability;case 4:return Maximize throughput;case 8:return Minimize delay;case 15:return Maximize security;default:return Unknown;/* 获取禁止分片标志和分片标志 */void getFlags(WORD w,BYTE &DF, BYTE &MF)DF=(w14)&0x01;MF=(w13)&0x01;/* 获取分片偏移量 */void getFragoff(WORD w,WORD &fragoff)fragoff=w&0x1ffff;/获取协议char * getProtocol(BYTE Protocol)switch (Protocol)case 1: return ICMP;case 2:return IGMP;case 3:return GGP;
