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1、网络协议分析报告题目：获取并解析网络中的ARP数据包学院:计算机科学与技术学院专业:计算机科学与技术班级： 0411203学号： 2012211699姓名:李传根一、要求及功能编程序，获取网络中的 ARP 数据包,解析数据包的内容，将结果显示在标准 输出上，并同时写入日志文件.运行格式：程序名 日志文件二、原理及方法20什么是ARP地址解析协议(Address Resolution Protocol, ARP)是在仅知道主 机的 IP 地址时确定其物理地址的一种协议。因 IPv4 和以太网的广泛 应用，其主要用作将IP地址翻译为以太网的MAC地址，但其也能在 ATM 和 FDDIIP 网络中使
2、用从 IP 地址到物理地址的映射有两种方式: 表格方式和非表格方式。ARP具体说来就是将网络层(IP层，也就是相 当于OSI的第三层)地址解析为数据连接层(MAC层，也就是相当于 OSI 的第二层)的 MAC 地址。在以太网协议中规定，同一局域网中的一台主机要和另一台主 机进行直接通信，必须要知道目标主机的MAC地址.而在TCP/IP协议 栈中，网络层和传输层只关心目标主机的 IP 地址。这就导致在以太 网中使用 IP 协议时，数据链路层的以太网协议接到上层 IP 协议提供 的数据中，只包含目的主机的IP地址。于是需要一种方法，根据目的 主机的 IP 地址，获得其 MAC 地址这就是 ARP
3、协议要做的事情。所 谓地址解析(address resolution)就是主机在发送帧前将目标IP地址 转换成目标 MAC 地址的过程。另外，当发送主机和目的主机不在同一个局域网中时，即便知道 目的主机的 MAC 地址，两者也不能直接通信，必须经过路由转发才 可以。所以此时，发送主机通过 ARP 协议获得的将不是目的主机的真 实 MAC 地址，而是一台可以通往局域网外的路由器的某个端口的 MAC 地址。于是此后发送主机发往目的主机的所有帧，都将发往该路 由器，通过它向外发送。这种情况称为ARP代理(ARP Proxy)。2.1、ARP协议及工作原理ARP协议是“Address Resoluti
4、on Protocol(地址解析协议)的缩写。 在局域网中，网络中实际传输的是“帧”，帧里面是有目标主机的MAC地址的。 在以太网中，一个主机要和另一个主机进行直接通信，必须要知道目标主机的 MAC地址。但这个目标MAC地址是如何获得的呢?它就是通过地址解析协议获得 的。所谓“地址解析”就是主机在发送帧前将目标IP地址转换成目标MAC地址 的过程。ARP协议的基本功能就是通过目标设备的IP地址，查询目标设备的MAC地址，以保证通信的顺利进行。ARP的基本运彳丁过程：1、主机A希望发送数据分组给主机B,但不知道B的物理地址。2、A发送广播报文，要求B主机用用他的物理地址来响应。3、网站上所有的主
5、机都接收到这个分组。4、B识别自己的IP地址，发送响应报文，告诉A自己的物理地址。2.2、ARP的分组格式物理帧头ARP帧结构填充数据CRC (4B)(14B)(28B)(18B)图一 ARP分组格式目的 MAC (6B)源 MAC (6B)类型（2B）图二 物理帧头08162432硬件类型(Et herne t:0x1)上层协议类型（IP： 0x0800）硬件地址长度（0x6）IP地址长度（0x4）操作（请求：0x1；应答:0x2）源MAC地址源MAC地址源IP地址源IP地址目的MAC地址目的MAC地址目的IP地址图三ARP帧结构2。3工作原理源主机在传输数据前，首先要对数据进行封装，在该过
6、程中会把目的主机的 IP地址和MAC地址封装进去。在通信的初始阶段，我们能够知道目的主机的IP 地址，而MAC地址是不知道的。这时如果目的主机和源主机在同一网络内，源主 机会以第二层广播的方式发送ARP请求报文。ARP请求报文中含有源主机的IP 地址和MAC地址，以及目的主机的IP地址。当报文通过广播的方式到达目的主 机时，目的主机会响应请求报文，并返回ARP响应报文，从而源主机就可以获得 目的主机的MAC地址，同样目的主机也可以获得源主机的MAC地址。如果目的主 机和源主机地址不在同一个网络中，源主机发送的IP数据包会送到交换机的默 认网关,而默认网关的MAC地址同样可以通过ARP协议获取。
7、经过ARP协议解析 IP地址之后,主机会在缓存中保存IP地址和MAC地址的映射条目，此后再进行 数据交换只要从缓存中读取映射条目即可。2.4 ARP包的填充将命令行的参数作适当的转换后填到ARP分组结构的个字段中即可.要注意的是，填充请求包时，因为包要在Ethernet上广播，所以，物理帧头 的“目的MAC”字段要填充为FFFFFFFFFFFF；而ARP帧结构中的目的MAC可填充 任意值，因为它此时不起作用.“填充数据字段要填充为0。三、源程序核心函数说明#include# includefstream。hincludepragma comment(lib，#pragma comment(li
8、b，”/定义ARP包数据struct arppktunsigned short hdtyp;unsigned short protyp；unsigned char hdsize;unsigned char prosize；unsigned short op；u_char smac6；u_char sip4;u_char dmac6；u_char dip4；void packet_handler ( constpkt_data,ostream& out)ws2_32.libwpcap。)lib”)/硬件类型/协议类型/硬件地址长度/协议地址长度/（操作类型）操作值：/源MAC地址/源IP地址/目
9、的MAC地址/目的IP地址pcap_pkthdr header，constARP/RARPu_char /从ARP包中找到头部位置arppkt* arph = (arppkt )(pkt_data +14)；/输出源IP地址for(int i=0；i3;i+)outsipi)。；out.setf(ios:left)；outsetw(3)int(arphsip3) ;out。 unsetf(ios:left);/输出源MAC地址char oldfillchar=out.fill(0);out.setf(ios:uppercase);for(i=0;i5;i+)outhexsetw(2)smaci
10、)-； outhexsetw(2)int(arph-smac5)” ”； out。 fill(oldfillchar)；out.unsetf(ios：:hex|ios:uppercase);/输出目的IP地址for(i=0；i3；i+)outint(arphdip3).；out.unsetf(ios：left);outsetw(3)dip3) ；out.unsetf(ios：:left);/输出目的MAC地址out。 fill (0)；out。 setf (ios： uppercase)；for(i=0；i5；i+)outhexsetw(2)dmaci)-；outhexsetw(2)dmac5
11、) out.fill(oldfillchar);out。unsetf( ios:： hex|ios： uppercase)；/输出操作类型outop) ”;/输出操作时间struct tm *ltime;ltime=localtime(&header-ts。 tv_sec)；out.fill(0);outtm_hour : setw(2)ltime-tm_min : setw(2)ltime-tm_sec；out.fill(oldfillchar);outendl;void main(int argc，char *argv )/命令行参数/检查输入命令格式if(argc！=2)coutPlea
12、se inp ut command： ParseArp o utput_f ileendl; return;/初始化网络设备相关参数pcap_if_t alldevs； pcap_if_t *d；pcap_t adhandle；char errbufPCAP_ERRBUF_SIZE；u_int netmask;char packet_filter=”ether proto arp;struct bpf_program fcode；struct pcap_pkthdr header；const u_char *pkt_data；/获取网络设备列表if(pcap_findalldevs(&alld
13、evs,errbuf)=-1)coutname,1000,1,300,errbuf)=NULL)coutnUnable to open the adapter.;pcap_freealldevs(alldevs);return；/检查数据链路是否为Ethernetif(pcap_datalink(adhandle)=DLT_EN10MB&d-addresses！=NULL)break；if(d=NULL)cout”nNo interfaces found! Make sure Winpcap is installed。n”；return；/获得子网掩码netmask=(sockaddr_in )(daddresses-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 nUnable to compile the packet filter.Check the syntax。 n；pcap_freealldevs(alldevs)；re
