计算机网络编程课程设计.docx
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计算机网络编程课程设计
课题一：
基于TCP的Socket通讯编程
1、课程设计目的：
1.能够深刻了解socket编程思想；
2.从实现层面理解TCP和UDP链接的不同。
2、课程设计环境：
1.windowsXP或win7系统；
2.配置有java虚拟机的环境变量；
3.编写java程序的软件Eclipse。
3、课程设计原理：
WindowsSockets规范本意在于提供给应用程序开发者一套简单的API，并让各家网络软件供应商共同遵守。
此外，在一个特定版本Windows的基础上，WindowsSockets也定义了一个二进制接口（ABI），以此来保证应用WindowsSocketsAPI的应用程序能够在任何网络软件供应商的符合WindowsSockets协议的实现上工作。
因此这份规范定义了应用程序开发者能够使用，并且网络软件供应商能够实现的一套库函数调用和相关语义。
遵守这套WindowsSockets规范的网络软件，我们称之为WindowsSockets兼容的，而WindowsSockets兼容实现的提供者，我们称之为WindowsSockets提供者。
一个网络软件供应商必须百分之百地实现WindowsSockets规范才能做到现WindowsSockets兼容。
4、课程设计内容：
（1）网络程序初始化，服务器和客户端WinSockAPI均要求在调用其他WinSock函数以前先调用WSAStartUp函数初始化。
（2）创建套接字Socket（）。
（3）配置并启动套接字。
（4）通过Socket发送和接收数据。
（5）程序结束时必须关闭Socket，使用与WSAStartUp（）相对应的函数WSACleanUp（），释放所分配的内部缓冲区和其他资源。
代码：
EchoThreadServer:
import.*;
publicclassEchoThreadServer{
publicstaticvoidmain（String[]args）throwsException{
//TODOAuto-generatedmethodstub
ServerSocketserver=null;
Socketclient=null;
InetAddressremAdd=null;
server=newServerSocket（12345）;
booleanf=true;
while（f）{
……"）;
client=server.accept（）;
newThread（newEchoThread（client））.start（）;
}
server.close（）;
}
}
EchoThread:
importjava.io.*;
publicclassEchoThreadimplementsRunnable{
privateSocketclient=null;
publicEchoThread（Socketclient）
{
this.client=client;
}
publicvoidrun（）
{
BufferedReaderbuf=null;
PrintStreamout=null;
BufferedReaderinput=null;
try{
out=newPrintStream（client.getOutputStream（））;
buf=newBufferedReader（newInputStreamReader（client.getInputStream（）））;
input=newBufferedReader（newInputStreamReader（System.in））;
booleanflag=true;
while（flag）
{
Stringstr=buf.readLine（）;
if（str==null||"".equals（str））{
flag=false;
}
elseif（"goodbye".equals（str））{
flag=false;
}
else{
out.println（"Echo:
"+str）;
}
}
client.close（）;
}catch（Exceptione）{
//TODO:
handleexception
}
}
}
EchoClient:
publicclassEchoClient{
publicstaticvoidmain（String[]args）throwsException{
Socketclient=null;
client=newSocket（"localhost",12345）;
BufferedReaderbuf=null;
PrintStreamout=null;
BufferedReaderinput=null;
input=newBufferedReader（newInputStreamReader（System.in））;
buf=newBufferedReader（newInputStreamReader（client.getInputStream（）））;
out=newPrintStream（client.getOutputStream（））;
booleanflag=true;
while（flag）{
Stringstr=input.readLine（）;
out.println（str）;
if（"goodbye".equals（str））{
flag=false;
}
else{
Stringecho=buf.readLine（）;
}
}
buf.close（）;
client.close（）;
}
}
5、课程设计结果截图：
服务器端截图：
客户端截图：
6、课程设计总结：
课题二：
端口扫描
1、课程设计目的：
1.加深对课堂讲授知识的理解；
2.熟练的掌握基本的网络编程技术和方法；
3.建立网络编程整体概念；
4.培养具有研究、设计、编制和调试网络程序的能力。
2、课程设计环境：
1.windowsXP或win7系统；
2.配置有java虚拟机的环境变量；
3.编写java程序的软件Eclipse。
3、课程设计原理:
1．端口扫描器功能简介：
服务器上所开放的端口就是潜在的通信通道，也就是一个入侵通道。
对目标计算机进行端口扫描，能得到许多有用的信息，进行端口扫描的方法很多，可以是手工进行扫描、也可以用端口扫描软件进行。
扫描器通过选用远程TCP/IP不同的端口的服务，并记录目标给予的回答，通过这种方法可以搜集到很多关于目标主机的各种有用的信息，例如远程系统是否支持匿名登陆、是否存在可写的FTP目录、是否开放TELNET服务和HTTPD服务等。
2．实验所用的端口扫描技术：
端口扫描技术有TCPconnect（）扫描、TCPSYN扫描、TCPFIN扫描、IP段扫描等等。
本次实验所用的技术是TCPconnect（）扫描，这是最基本的TCP扫描，操作系统提供的connect（）系统调用可以用来与每一个感兴趣的目标计算机的端口进行连接。
如果端口处于侦听状态，那么connect（）就能成功。
否则，这个端口是不能用的，即没有提供服务。
这个技术的一个最大的优点是，你不需要任何权限。
系统中的任何用户都有权利使用这个调用。
4、课程设计内容：
编写一个端口扫描程序，能够显示某个IP或某段IP的计算机的某一个或某些端口是否正在工作。
基本工作过程如下：
（1）设定好一定的端口扫描范围；
（2）设定每个端口扫描的次数，因为有可能有的端口一次扫描可能不通；
（3）创建socket，通过socket的connect方法来连接远程IP地址以及对应的端口；
（4）如果返回false，表示端口没有开放，否则端口开放。
实现代码：
publicclassSocketView{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
JFrameframe=newJFrame（"主机端口扫描程序"）;
frame.setLayout（newBorderLayout（3,3））;
JPanelpan1=newJPanel（）;
JPanelpan2=newJPanel（）;
JPanelpan3=newJPanel（）;
pan1.setLayout（newGridLayout（2,2,5,5））;
pan2.setLayout（newBorderLayout（3,3））;
pan3.setLayout（newGridLayout（1,2,5,5））;
frame.setSize（400,450）;
//定义各个组件
JLabellb1=newJLabel（"HostAddress"）;
JLabellb2=newJLabel（"PortNumber"）;
JLabellb3=newJLabel（"PortStatus"）;
finalJTextFieldjf1=newJTextField（）;
finalJTextFieldjf2=newJTextField（）;
finalJTextAreaja=newJTextArea（）;
JButtonjb1=newJButton（"TCPScan"）;
JButtonjb2=newJButton（"UDPScan"）;
JScrollPanejp=newJScrollPane（ja）;
pan1.add（lb1）;
pan1.add（lb2）;
pan1.add（jf1）;
pan1.add（jf2）;
pan2.add（lb3,BorderLayout.NORTH）;
pan2.add（jp,BorderLayout.CENTER）;
pan3.add（jb1）;
pan3.add（jb2）;
frame.add（pan1,BorderLayout.NORTH）;
frame.add（pan2,BorderLayout.CENTER）;
frame.add（pan3,BorderLayout.SOUTH）;
frame.setDefaultCloseOperation（JFrame.EXIT_ON_CLOSE）;
frame.setVisible（true）;
jb1.addActionListener（newSocketPort（））;
classSocketPortimplementsActionListener{
privateStringip=jf1.getText（）;;
privateStringhostname=newString（）;
publicvoidactionPerformed（ActionEvente）{
try{
InetAddressaddress=InetAddress.getByName（ip）;
hostname=address.getHostName（）;
ja.setText（hostname）;
}catch（Exceptionexception）{
ja.setText（"Couldnotfind"+ip）;
}
try{
PrintWriterfout=newPrintWriter（newFileWriter（"PortInf.txt"））;
fout.println（"InformationOfThePortOnthe"+hostname+"computer"）;
fout.println（）;
ja.setText（"InformationOfThePortOnthe"+hostname+"computer"）;
for（intnport=25;nport<27;++nport）{
try{
Sockets=newSocket（hostname,nport）;
fout.println（"Theport"+nport+"isopen!
"）;
fout.println（"Connectedto"+s.getInetAddress（）+"onport"+s.getPort（）+"fromport"+s.getLocalPort（）+"of"+s.getLocalAddress（））;
ja.setText（"Theport"+nport+"isopen!
"）;
ja.setText（"Connectedto"+s.getInetAddress（）+"onport"+s.getPort（）+"fromport"+s.getLocalPort（）+"of"+s.getLocalAddress（））;
}catch（Exceptionexception）{
//TODO:
handleexception
fout.println（"Theport"+nport+"isclosed!
"）;
ja.setText（"Theport"+nport+"isclosed!
"）;
}
}
fout.close（）;
}catch（Exceptionexception）{
exception.printStackTrace（）;
}
}
}
}
}
5、课程设计结果截图：
6、课程设计总结
课题三：
捕获分析IP数据包
1、课程设计目的：
1.掌握IP数据报的格式；
2.理解IP协议的工作原理及工作过程；
3.学会网络编程的方法和技巧。
2、课程设计环境：
1.windowsXP或win7系统；
2.以太网，可以访问外部网页；
3.VC程序编辑器。
3、课程设计原理：
IP数据包的格式说明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所示。
4、课程设计内容：
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，将结果显示在标准输出上，并同时写入日志文件。
程序的具体要求如下：
（1）捕获网络中的IP数据包，解析数据包的内容，显示结果，并将结果写入日志文件。
（2）显示的内容包括：
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）设置停止标志，当程序接收到停止命令时即停止。
代码：
#include
#pragmacomment（lib,"Ws2_32.lib"）;
structether_header
{
u_int8_tether_dhost[6];
u_int8_tether_shost[6];
u_int16_tether_type;
};
typedefu_int32_tin_addr_t;
/*structin_addr
{
in_addr_ts_addr;
};*/
structip_header
{
#ifdefWORDS_BIGENDIAN
u_int8_tip_version:
4;
u_int8_tip_header_length:
4;
#else
u_int8_tip_header_length:
4;
u_int8_tip_version:
4;
#endif
u_int8_tip_tos;
u_int16_tip_length;
u_int16_tip_id;
u_int16_tip_off;
u_int8_tip_ttl;
u_int8_tip_protocol;
u_int16_tip_checksum;
structin_addrip_source_address;
structin_addrip_destination_address;
};
voidip_protocol_packet_callback（u_char*argument,conststructpcap_pkthdr*packet_header,
constu_char*packet_content）
{
structip_header*ip_protocol;
u_intheader_length;
u_intoffset;
u_chartos;
u_int16_tchecksum;
ip_protocol=（structip_header*）（packet_content+14）;
checksum=ntohs（ip_protocol->ip_checksum）;
header_length=ip_protocol->ip_header_length*4;
tos=ip_protocol->ip_tos;
offset=ntohs（ip_protocol->ip_off）;
printf（"-------------------------ip协议包--------------------\n"）;
printf（"版本:
%d\n",ip_protocol->ip_version）;
printf（"首部长度:
%d\n",header_length）;
printf（"服务类型:
%d\n",tos）;
printf（"总长度:
%d\n",ntohs（ip_protocol->ip_length））;
printf（"标识:
%d\n",ntohs（ip_protocol->ip_id））;
printf（"偏移:
%d\n",（offset&0x1fff）*8）;
printf（"生存时间:
%d\n",ip_protocol->ip_ttl）;
printf（"协议:
%d\n",ip_protocol->ip_protocol）;
switch（ip_protocol->ip_protocol）
{
case6:
printf（"该数据包协议类型是Tcp\n"）;
break;
case17:
printf（"该数据包协议类型是Udp\n"）;
break;
case1:
printf（"该数据包协议类型是Icmp\n"）;
break;
default:
break;
}
printf（"校验和:
%d\n",checksum）;
printf（"源地址:
%s\n",inet_ntoa（ip_protocol->ip_source_address））;
printf（"目的地址:
%s\n",inet_ntoa（ip_protocol->ip_destination_address））;
}
voidethernet_protocol_packet_callback（u_char*argument,conststructpcap_pkthdr*packet_header,
constu_char*packet_content）
{
u_shortethernet_type;
structether_header*ethernet_protocol;
u_char*mac_string;
staticintpacket_number=1;
printf（"****************************************************************\n"）;
printf（"the%dpacketiscaptured\n",packet_number）;
printf（"------------------------------以太网帧--------------------------\n"）;
ethernet_protocol=（structether_header*）packet_content;
printf（"以太网帧类型:
"）;
ethernet_type=ntohs（ethernet_protocol->ether_type）;
printf（"%04x\n",ethernet_type）;
switch（ethernet_type）
{
case0x0800:
printf（"网络层协议是ip协议\n"）;
break;
case0x0806:
printf（"网络层协议是arp协议\n"）;
break;
case0x8035:
printf（"网络层协议是rarp协议\n"）;
break;
default:
break;
}
printf（"MAC源地址:
"）;
mac_string=ethernet_protocol->ether_shost;
printf（"%02x:
%02x:
%02x:
%02x:
%02x:
%02x\n",*mac_string,*（mac_string+1）,*（mac_string+2）,
*（mac_string+3）,*（mac_string+4）,*（mac_string+5））;
printf（"MAC目的地址:
"）;
mac_string=ethernet_protocol->ether_dhost;
printf（"%02x:
%02x:
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