西工大计算机网络实验四Word下载.docx
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绑定网卡后，需要WSAIoctl（）函数把网卡设置为混杂模式，使网卡能够接收所有网络数据，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，那么接收到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。
2）接收数据包
在程序中可使用RECV（）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；
第二个参数接收到缓冲区的地址；
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65536B，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（）函数接收。
然后定义IP头部的数据结构。
程序需要定义一个数据结构表示IP头部这时我们只考虑IP头部结构，不考虑数据部分。
在捕获IP数据包后，可以通过指针把缓冲区的内容强制转化为IP_HEADER数据结构。
3）解析IP数据包
解析IP数据包的字段有两种策略。
针对长度为8位、16位和32位的字段（或子字段）时，可以利用IP_HEADER的成员指教获取。
要解析长度不是9位倍数的字段（或子字段）时，可以利用C语言中的位移以及及、或操作完成。
下面给出了通过IP_HEADER解析IP头各个字段的代码。
（3）IP源代码
#include"
winsock2.h"
ws2tcpip.h"
iostream"
stdio.h"
#pragmacomment（lib,"
ws2_32.lib"
）
usingnamespacestd;
staticconstintNumOfData=8;
typedefstruct_IP_HEADER
{
union
{
BYTEVersion;
//版本
BYTEHdrLen;
//IHL
};
BYTEServiceType;
//服务类型
WORDTotalLen;
//总长
WORDID;
//标识
WORDFlags;
//标志
WORDFragOff;
//分段偏移
BYTETimeToLive;
//生命期
BYTEProtocol;
//协议
WORDHdrChksum;
//头校验和
DWORDSrcAddr;
//源地址
DWORDDstAddr;
//目的地址
BYTEOptions;
//选项
DWORDData[NumOfData];
}IP_HEADER;
//逐位解析IP头中的信息
voidgetVersion（BYTEb,BYTE&
version）
{
version=b>
>
4;
}
voidgetIHL（BYTEb,BYTE&
result）
result=（b&
0x0f）*4;
char*parseServiceType_getProcedence（BYTEb）
switch（b>
5）
case7:
return"
NetworkControl"
;
break;
case6:
InternetworkControl"
case5:
CRITIC/ECP"
case4:
FlashOverride"
case3:
Flash"
case2:
Immediate"
case1:
Priority"
case0:
Routine"
default:
Unknown"
}
char*parseServiceType_getTOS（BYTEb）
b=（b>
1）&
0x0f;
switch（b）
Normalservice"
Minimizemonetarycost"
Maximizereliability"
Maximizethroughput"
case8:
Minimizedelay"
case15:
Maximizesecurity"
voidgetFlags（WORDw,BYTE&
DF,BYTE&
MF）
DF=（w>
14）&
0x01;
MF=（w>
13）&
voidgetFragOff（WORDw,WORD&
fragOff）
fragOff=w&
0x1fff;
char*getProtocol（BYTEProtocol）
switch（Protocol）
ICMP"
IGMP"
IPinIP"
TCP"
BGP"
case17:
UDP"
case41:
RSVP"
case89:
OSPF"
UNKNOWN"
voidipparse（FILE**buffer）
intk,j;
IP_HEADERip=*（IP_HEADER*）buffer;
fseek（）;
for（k=0;
k<
5;
k++）
for（j=0;
j<
20;
j++）
{
fprintf（file,"
%x%x"
（（unsignedchar）buffer[20*k+j]）>
4,（buffer[20*k+j]&
0x0f））;
}
fprintf（file,"
\n"
）;
//解析版本信息
BYTEversion;
getVersion（ip.Version,version）;
fprintf（file,"
版本=%d\r\n"
version）;
//解析IP长度
BYTEheaderLen;
getIHL（ip.HdrLen,headerLen）;
头长度=%d（BYTE）\r\n"
headerLen）;
//解析服务类型
服务类型=%s,%s\r\n"
parseServiceType_getProcedence（ip.ServiceType）,
parseServiceType_getTOS（ip.ServiceType））;
//解析数据包长度
数据报长度=%d（BYTE）\r\n"
ip.TotalLen）;
//解析数据包ID
数据报ID=%d\r\n"
ip.ID）;
//解析标志位
BYTEDF,MF;
getFlags（ip.Flags,DF,MF）;
分段标志DF=%d,MF=%d\r\n"
DF,MF）;
//解析分段偏移
WORDfragOff;
getFragOff（ip.FragOff,fragOff）;
分段偏移值=%d\rn"
fragOff）;
//解析生存期
生存期=%d\r\n"
ip.TimeToLive）;
//解析协议
协议=%s\r\n"
getProtocol（ip.Protocol））;
//解析头校验和
头校验和=0x%0x\r\n"
ip.HdrChksum）;
//解析IP地址
源IP地址=%s\r\n"
inet_ntoa（*（in_addr*）&
ip.DstAddr））;
//解析目的IP地址
目的IP地址=%s\r\n"
//解析数据包前32字节
for（inti=0;
i<
NumOfData;
++i）
数据报第%d字节:
%x\r\n"
4*i,ip.Data[i]）;
--------------------------------------------------\r\n"
intmain（intargc,char*argv[]）
if（argc!
=2）
printf（"
usageerror!
return-1;
FILE*file;
if（（（argv[1],"
wb+"
））==NULL）
failtoopen"
argv[1]）;
WSADATAwsData;
//初始化失败，程序退出
if（WSAStartup（MAKEWORD（2,2）,&
wsData）!
=0）
WSAStartupfailed\n"
SOCKETsock;
//建立原始socket
if（（sock=socket（AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP））==INVALID_SOCKET）
createsocketfailed!
BOOLflag=TRUE;
//设置IP头操作选项，其中flag设置为true,用户可以亲自对IP头进行处理
if（setsockopt（sock,IPPROTO_IP,IP_HDRINCL,（char*）&
flag,sizeof（flag））==SOCKET_ERROR）
setsockoptfailed!
charhostName[128];
if（gethostname（hostName,100）==SOCKET_ERROR）
gethostnamefailed\n"
//获取本地IP地址
hostent*pHostIP;
if（（pHostIP=gethostbyname（hostName））==NULL）
gethostbynamefailed\n"
//地充SOCKADDR_IN结构
sockaddr_inaddr_in;
addr_in.sin_addr=*（in_addr*）pHostIP->
h_addr_list[0];
addr_in.sin_family=AF_INET;
addr_in.sin_port=htons（6000）;
//把原始socket绑定到本地网卡上
if（bind（sock,（PSOCKADDR）&
addr_in,sizeof（addr_in））==SOCKET_ERROR）
bindfailed"
DWORDdwValue=1;
//设置SOCK_RAW为SIO_RCVALL,以便接收所有的IP包
#defineIO_RCVALL_WSAIOW（IOC_VENDOR,1）
DWORDdwBufferLen[10];
DWORDdwBufferInLen=1;
DWORDdwBytesReturned=0;
if（WSAIoctl（sock,IO_RCVALL,&
dwBufferInLen,sizeof（dwBufferInLen）,&
dwBufferLen,sizeof（dwBufferLen）,&
dwBytesReturned,NULL,NULL）==SOCKET_ERROR）
ioctlsocketfailed\n"
cout<
<
GetLastError（）<
endl;
//设置接收数据包的缓冲区长度
#defineBUFFER_SIZE65535
charbuffer[BUFFER_SIZE];
//监听网卡
开始解析经过本机的IP数据包\n"
while（true）
intsize=recv（sock,buffer,BUFFER_SIZE,0）;
if（size>
0）
ipparse（stdout,buffer）;
ipparse（）;
}
fclose（file）;
return0;
（4）实验结果及分析
将IP分组按16进制形式输出：
IP数据报分析：
版本为4，“45”中的“4”，占4位；
头部长度为20字节，“45”中的“5”是包头长度为5行，即5个32位，5*32=20*8，故包头长度有20个字节；
服务类型为正常服务，占8位，依据“00”,用来获得更好的服务；
总长度为10240字节，“0028”，2*16*16*16+8*16*16=10240，指的是首部和数据之和的长度，此字段占16位；
标识ID=3972,依据“840f”，0*16*16*16+f*16*16+8*16+4=3972此字段占16位，；
分段标志DF=0,MF=0，依据“4”，表示数据包可以分片，并且是最后一个分片；
分段偏移，此分片在整个数据包的相对位置;
生存时间12864，依据“80”，占8位；
上层协议类型，TCP协议，占8位，依据“06”“0”表示IP协议，“6”表示TCP协议；
头部校验和，0x19e5,依据“e5”，这个数值主要用来检错用的用以确保封包被正确无误的接收到，该字段占16位；
源IP地址，“192.168.8.75”，依据“c0a8084b”，c*16=192,a*16+8=168,0*16+8=8,4*16+b=75，该字段占32位；
目的IP地址，“192.168.8.75”，依据“c0a8084b”,c*16=192,a*16+8=168,0*16+8=8,4*16+b=75，该字段占32位。
三、实验中遇到的问题：
由于对IP分组的抓包不熟悉，导致实验一直失败，同时，由于对IP数据报的组成不是非常了解，导致我在分析截获的数据报时不知从何下手，最后在同学们的帮助下才解决问题，完成实验。
四、心得体会
在此次实验中，重要的是要了解IP数据报的组成，才能分析截获的数据包，最后得出结论。
而在修改代码的部分则需要充分地查找相关资料，才能得到正确有效的代码。
通过本次实验，学习了如何解析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，对IP层的工作原理有更好的理解和认识。
同时，希望老师以后再进行此类实验时，能够和我们先讲一下原理和实验的基本过程和步骤，这样更方便我们在实验时能顺利进行实验，不至于一头雾水，不知从何下手。
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