实验ICMP协议的分析与实现Word文档格式.docx
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Type
echo消息的类型为8
echoreply的消息类型为0.
Code=0
Checksum
为从TYPE开始到IP包结束的校验和，也就是校验整个ICMP报文
Identifier
如果code=0,identifier用来匹配echo和echoreply消息
SequenceNumber
功能描述:
收到echo消息必须回应echoreply消息.identifier和sequencenumber可能被发送echo的主机用来匹配返回的echoreply消息.例如:
identifier可能用于类似于TCP或UDP的port用来标示一个会话,而sequencenumber会在每次发送echo请求后递增.收到echo的主机或路由器返回同一个值与之匹配
2数据结构
（1）IP报头格式
//定义IP首部
typedefstruct_iphdr{
unsignedcharh_lenver;
//4位IP版本号+4位首部长度
unsignedchartos;
//8位服务类型TOS
unsignedshorttotal_len;
//16位IP包总长度（字节）
unsignedshortident;
//16位标识,用于辅助IP包的拆装,本实验不用,置零
unsignedshortfrag_and_flags;
//3位标志位+13位偏移位,也是用于IP包的拆装,本实验不用,置零
unsignedcharttl;
//8位IP包生存时间TTL
unsignedcharproto;
//8位协议（TCP,UDP或其他）,本实验置ICMP,置为1
unsignedshortchecksum;
//16位IP首部校验和,最初置零,等所有包头都填写正确后,计算并替换.
unsignedintsourceIP;
//32位源IP地址
unsignedintdestIP;
//32位目的IP地址
}IP_HEADER;
（2）ICMP报头格式
//定义ICMP首部
typedefstruct_icmphdr{
unsignedchari_type;
//8位类型,本实验用8:
ECHO0:
ECHOREPLY
unsignedchari_code;
//8位代码,本实验置零
unsignedshorti_cksum;
//16位校验和,从TYPE开始,直到最后一位用户数据,如果为字节数为奇数则补充一位
unsignedshorti_id;
//识别号（一般用进程号作为识别号）,用于匹配ECHO和ECHOREPLY包
unsignedshorti_seq;
//报文序列号,用于标记ECHO报文顺序
unsignedinttimestamp;
//时间戳
}ICMP_HEADER;
3总体设计
ICMP协议中的发送、接收ICMP回送请求报文，回送应答报文流程图。
4．VC中网络套接字Winsock编程基础
在VC中进行WINSOCK的API编程开发的时候，需要在项目中使用下面三个文件，否则会出现编译错误。
1．WINSOCK.H:
这是WINSOCKAPI的头文件，需要包含在项目中。
2．:
WINSOCKAPI连接库文件。
在使用中，一定要把它作为项目的非缺省的连接库包含到项目文件中去。
3．:
WINSOCK的动态连接库，位于WINDOWS的安装目录下。
几个基本的套接字：
1、创建套接字——socket（）
功能：
使用前创建一个新的套接字
格式：
SOCKETPASCALFARsocket（intaf,inttype,intprocotol）;
参数：
af:
通信发生的区域
type:
要建立的套接字类型
procotol:
使用的特定协议
2、指定本地地址——bind（）
将套接字地址与所创建的套接字号联系起来。
intPASCALFARbind（SOCKETs,conststructsockaddrFAR*name,intnamelen）;
s:
是由socket（）调用返回的并且未作连接的套接字描述符（套接字号）。
其它：
没有错误，bind（）返回0，否则SOCKET_ERROR
地址结构说明：
structsockaddr_in
{
shortsin_family;
//AF_INET
u_shortsin_port;
//16位端口号，网络字节顺序
structin_addrsin_addr;
//32位IP地址，网络字节顺序
charsin_zero[8];
//保留
}
3建立套接字连接——connect（）和accept（）
共同完成连接工作
intPASCALFARconnect（SOCKETs,conststructsockaddrFAR*name,intnamelen）;
SOCKETPASCALFARaccept（SOCKETs,structsockaddrFAR*name,intFAR*addrlen）;
同上
4、监听连接——listen（）
用于面向连接服务器，表明它愿意接收连接。
intPASCALFARlisten（SOCKETs,intbacklog）;
5、数据传输——send（）与recv（）
数据的发送与接收
intPASCALFARsend（SOCKETs,constcharFAR*buf,intlen,intflags）;
intPASCALFARrecv（SOCKETs,constcharFAR*buf,intlen,intflags）;
buf:
指向存有传输数据的缓冲区的指针。
6、多路复用——select（）
用来检测一个或多个套接字状态。
intPASCALFARselect（intnfds,fd_setFAR*readfds,fd_setFAR*writefds,
fd_setFAR*exceptfds,conststructtimevalFAR*timeout）;
readfds:
指向要做读检测的指针
writefds:
指向要做写检测的指针
exceptfds:
指向要检测是否出错的指针
timeout:
最大等待时间
7、关闭套接字——closesocket（）
关闭套接字s
BOOLPASCALFARclosesocket（SOCKETs）;
5部分程序代码
//初始化SOCKET
WSADATAwsaData;
iErrorCode=WSAStartup（MAKEWORD（2,2）,&
wsaData）;
CheckSockError（iErrorCode,"
WSAStartup"
）;
sockRaw=socket（AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_ICMP）;
//原始套接字
CheckSockError（sockRaw,"
socket"
//设置超时时间
timeout=time;
iErrorCode=setsockopt（sockRaw,SOL_SOCKET,SO_RCVTIMEO,（char*）&
timeout,sizeof（timeout））;
//设置接受延时
SO_RCVTIMEO"
iErrorCode=setsockopt（sockRaw,SOL_SOCKET,SO_SNDTIMEO,（char*）&
//设置发送延时
SO_SNDTIMEO"
//获得目标主机IP
memset（&
dest,0,sizeof（dest））;
//初始化dest结构
_family=AF_INET;
//填充SOCKADDR_IN结构内容
if（（_addr.s_addr=inet_addr（lpdest））==INADDR_NONE）
{
if（（hp=gethostbyname（lpdest））!
=NULL）//目的主机名字不为空
{
memcpy（&
（_addr）,hp->
h_addr_list[0],hp->
h_length）;
_family=hp->
h_addrtype;
printf（"
_addr=%s\n"
inet_ntoa（_addr））;
}
else
CheckSockError（SOCKET_ERROR,"
gethostbyname（）"
}
//创建ICMP数据包
datasize+=sizeof（ICMP_HEADER）;
//包长
icmp_data=（char*）malloc（1024）;
//创建icmp数据报内存空间
recvbuf=（char*）malloc（1024）;
//接收icmp包缓冲区
if（（!
icmp_data）||（!
recvbuf））
CheckSockError（SOCKET_ERROR,"
malloc（）"
memset（icmp_data,0,MAX_PACKET）;
//初始化icmp_data
FillICMPData（icmp_data,datasize）;
//填充icmp包
printf（"
Pinging%swith%dbytesofdata（timeout=%dms）:
\n\n"
inet_ntoa（_addr）,datasize,timeout）;
//发送与接收ICMP数据包
while
（1）
memset（recvbuf,0,MAX_PACKET）;
//初始化接受缓冲区
staticintnCount=0;
//设置发送icmp包的次数，一般为4
if（nCount++==4）break;
（（ICMP_HEADER*）icmp_data）->
i_cksum=0;
//初设校验和为0
timestamp=GetTickCount（）;
//获得目前时间
i_seq=seq_no++;
//icmp数据报的序列号
i_cksum=
checksum（（USHORT*）icmp_data,datasize）;
//计算校验和
iErrorCode=sendto（sockRaw,icmp_data,datasize,0,（structsockaddr*）&
dest,sizeof（dest））;
//发送icmp数据报
if（iErrorCode==SOCKET_ERROR）//错误检查
if（WSAGetLastError（）==WSAETIMEDOUT）
{
printf（"
timedout\n"
continue;
}
sendto（）"
if（iErrorCode<
datasize）
Wrote%dbytes\n"
iErrorCode）;
intfromlen=sizeof（from）;
//接受icmp包长度
iErrorCode=recvfrom（sockRaw,recvbuf,MAX_PACKET,0,（structsockaddr*）&
from,&
fromlen）;
//接受icmp包
if（iErrorCode==SOCKET_ERROR）
recvfrom（）"
DecodeICMPHeader（recvbuf,iErrorCode,&
from）;
//分解icmp包头
Sleep（1000）;
//休眠一段时间
//SOCK错误处理程序
voidCheckSockError（intiErrorCode,char*pErrorMsg）
if（iErrorCode==SOCKET_ERROR）
printf（"
%sError:
%d\n"
pErrorMsg,GetLastError（））;
closesocket（sockRaw）;
ExitProcess（0）;
//填充数据
voidFillICMPData（char*icmp_data,intdatasize）
ICMP_HEADER*icmp_hdr=NULL;
char*datapart=NULL;
icmp_hdr=（ICMP_HEADER*）icmp_data;
icmp_hdr->
i_type=ICMP_ECHO;
//发送ping
//RequestanICMPecho
i_code=0;
//代码字段为0
i_id=（USHORT）GetCurrentProcessId（）;
//获得当前进程号
i_seq=0;
//初始化序列号
datapart=icmp_data+sizeof（ICMP_HEADER）;
//加上icmp包头
//
//Placesomejunkinthebuffer
memset（datapart,'
E'
datasize-sizeof（ICMP_HEADER））;
//填充datapart
//计算检验和
USHORTchecksum（USHORT*buffer,intsize）
unsignedlongcksum=0;
while（size>
1）
cksum+=*buffer++;
size-=sizeof（USHORT）;
if（size）
cksum+=*（UCHAR*）buffer;
cksum=（cksum>
>
16）+（cksum&
0xffff）;
cksum+=（cksum>
16）;
return（USHORT）（~cksum）;
//ICMP解包程序
voidDecodeICMPHeader（char*buf,intbytes,structsockaddr_in*from）
IP_HEADER*iphdr=NULL;
ICMP_HEADER*icmphdr=NULL;
unsignedshortiphdrlen;
DWORDtick;
iphdr=（IP_HEADER*）buf;
//Numberof32-bitwords*4=bytes
iphdrlen=sizeof（unsignedlong）*（iphdr->
h_lenver&
0xf）;
//计算ip包头长度
tick=GetTickCount（）;
if（bytes<
iphdrlen+ICMP_MIN）//数据报太短，丢弃
Toofewbytesfrom%s\n"
inet_ntoa（from->
sin_addr））;
icmphdr=（ICMP_HEADER*）（buf+iphdrlen）;
if（icmphdr->
i_type!
=ICMP_ECHOREPLY）//不是回送响应（ping应答），丢弃
nonechotype%drecvd\n"
icmphdr->
i_type）;
return;
//MakesurethisisanICMPreplytosomethingwesent!
i_id!
=（USHORT）GetCurrentProcessId（））//id号不符合，丢弃
someoneelse‘spacket!
\n"
return;
%dbytesfrom%s:
"
bytes,inet_ntoa（from->
//输出正在使用的ip地址
icmp_seq=%d."
i_seq）;
//输出序列号
time:
%dms"
tick-icmphdr->
timestamp）;
//输出所用时间
return;
6实验结果
该程序用来检验网络中的一台目标主机是否可达，其功能相当与Windows系统自带的ping命令。
例如当程序检验地址为218.199.74.46的目标主机时，可以返回如下信息。
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