发送TCP数据包.docx
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发送TCP数据包
发送TCP数据包
1.3相关知识
编制本程序前要对TCP协议有一定的了解。
当应用程序有报文需要通过TCP发送时，它就将此应用层报文传送给执行TCP协议的传输实体。
TCP传输实体将用户数据加上TCP报头，形成TCP数据包，在TCP数据包上增加IP头部，形成IP包。
下图显示的是TCP数据包和IP包的关系。
TCP协议的传输单元为报文段，其格式如图所示。
报文段报头的长度为20B~60B。
其中固定长度为20B，报文段长度最多为40B。
TCP报文段主要包括以下字段。
•埠号：
埠号字段包括源埠号和目的埠号。
每个埠号的长度是16位，分别表示发送该
TCP包的应用进程的埠号和接收该TCP包的应用进程的埠号。
有。
•序号：
长度为32位。
由于TCP协议是面向数据流的，它所传送的报文段可以视为连续的数据流，因此需要给每一个字节编号。
序号字段的“序号”指的是本报文段数据的第一个字节的顺序旦
节的序号。
•报头长度：
该字段长度为4位。
TCP报头长度是以4B为一个单元来计算的，实际上报头长度在20B^60B子间。
因此这个字段的值在5~15之间。
•保留：
长度为6位，留作今后使用，目前全部置0。
•控制：
这个字段定义了6种不同的标志，每个标志占一位，在同一时间可以设置一位或多位。
URG为1时，表明有需要紧急处理的数据。
ACK为1时，表明确认号的字段有效。
PST位为1时，表明要强制切断连接。
SYN位为1时，表明有确立连接的请求，这时，把序号字段的初始值作为序号字段的值，以便开始通信。
FIN为1时，表明发送方已经没有
资料发送了。
•窗口大小：
长度为16位，窗口对应的数据是以字节为单位的数据，因此最多能够传送的数据为65535R
•紧急指针：
该字段的长度为16位，指向必须紧急处理的数据的位置，只有当标志URG=1时紧急指针才有效。
从TCP报头后面的报文资料开始，到紧急指针所指出的长度的数据，就是必须紧急处理的数据。
•选项：
该字段可以多达40B,包括单字节选项和多字节选项。
TCP报头以及应用
•校验和：
该字段长度多达16位，校验和的校验范围包括伪头部、层来的数据。
其计算方法与IP协议头部的校验的计算方法一样。
伪头部为12B,它本身并不是TCP数据包的真正头部，只是在计算校验和时，临时和TCP数据包连接在一起。
伪头部的格式如下图所示。
源IP地址
目的IP地址
1.4工作环境
软件：
MicrosoftVisualC++6.0;硬件：
PC机一台。
课程设计分析
本课程设计的目标是发送一个TCP资料包，可以利用原始套接字来完成这个工作。
整个程序由初始化原始套接字和发送TCP数据包两个部分组成。
2.1使用原始套接字
SOCKETsock;
sock=socket（AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP）;
或者：
sock=WSASoccket（AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP,NULL,0,WSA_FLAG_OVERLAPP
ED）;
这里，我们设置了SOCK_RAW标志，表示我们声明的是一个原始套接字类型。
为使用发送接收超时设置,必须将标志位置位置为WSA_FLAG_OVERLAPPED。
在本课程设计中，发送TCP包时隐藏了自己的IP地址，因此我们要自己填充IP头，设置IP头操作选项。
其中flag设置为ture,并设定IP_HDRINCL选项，表明自己来构造IP头。
注意,如果设置IP_HDRINCL选项，那么必须具有administrator权限，要不就必须修改注册表:
HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Services\Afd\Parameter\
修改键：
DisableRawSecurity（类型为DWORD），把值修改为1。
如果没有，就添加。
BOOLFlag=TRUE;
setsockopt（sock,IPPROTO_IP,IP_HDRINCL,（char*）&Flag,sizeof（Flag））;
inttimeout=1000；setsockopt（sock,SOL_SOCKET,SO_SNDTIMEO,（char*）&timeout,sizeof（timeout））;
在这里我们使用基本套接字SOL_SOCKET,设置SO_SNDTIMEO表示使用发送超时设置,超时时间设置为1000ms。
2.2定义IP头部、TCP头部和伪头部的数据结构
//定义IP首部
typedefstruct_iphdr
}IP_HEADER;
//定义TCP伪首部typedefstructpsd_hdr
}PSD_HEADER;
//定义TCP首部
typedefstruct_tcphdr
}TCP_HEADER;
2.3计算校验和的子函数
在填充数据包的过程中，需要调用计算校验和的函数checksum两次，分别用于校验IP头
和TCP头部（加上伪头部），其实现代码如下：
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）;
}
2.4程序流程图
源代码
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#pragmacomment（lib,"ws2_32.lib"）
#defineIPVER4
//IP协议预定
//源地址//目的地址//没用//协议类型//TCP长度
#defineMAX_BUFF_LEN65500//发送缓冲区最大值
//4位首部长度,4位IP版本号
//8位服务类型TOS
//16位总长度（字节）
//16位标识
//3位标志位
//8位生存时间TTL
//8位协议（TCP,UDP或其它）
//16位IP首部校验和
//32位源IP地址
//32位目的IP地址
typedefstructtsd_hdr//定义TCP伪首部{ULONGsaddr;ULONGdaddr;
UCHARmbz;
UCHARptcl;USHORTtcpl;}PSD_HEADER;
typedefstructtcp_hdr//定义TCP首部{
//16位源埠
//16位目的端口
//32位序列号
//32位确认号
//4位首部长度/6位保留字
//6位标志位
//16位窗口大小
//16位校验和
//16位紧急数据偏移量
USHORTth_sport;
USHORTth_dport;
ULONGth_seq;
ULONGth_ack;
UCHARth_lenres;
UCHARth_flag;
USHORTth_win;
USHORTth_sum;
USHORTth_urp;
}TCP_HEADER;
//CheckSum计算校验和的子函数
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）;
}
intmain（intargc,char*argv[]）{
WSADATAWSAData;
SOCKETsock;
IP_HEADERipHeader;
TCP_HEADERtcpHeader;
PSD_HEADERpsdHeader;
charSendto_Buff[MAX_BUFF_LEN];//发送缓冲区unsignedshortcheck_Buff[MAX_BUFF_LEN];//检验和缓冲区constchartcp_send_data[]={"Thisismyhomeworkofnetwort,Iamhappy!
"};
BOOLflag;intrect,nTimeOver;if（argc!
=5）
printf（"Useage:
SendTcpsoruce_ipsource_portdest_ipdest_port\n"）;returnfalse;
if（WSAStartup（MAKEWORD（2,2）,&WSAData）!
=0）{
printf（"WSAStartupError!
\n"）;returnfalse;
}if（（sock=WSASocket（AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_RAW,NULL,0,WSA_FLAG_OVERLAPPED））==INVALID_SOCKET）
{
printf（"SocketSetupError!
\n"）;returnfalse;
}flag=true;if（setsockopt（sock,IPPROTO_IP,IP_HDRINCL,（char*）&flag,sizeof（flag））==SOCKET_ERROR）
{
printf（"setsockoptIP_HDRINCLerror!
\n"）;
returnfalse;
}nTimeOver=1000;
if（setsockopt（sock,SOL_SOCKET,SO_SNDTIMEO,（char*）&nTimeOver,sizeof（nTimeOver））==SOCKET_ERROR）
{
printf（"setsockoptSO_SNDTIMEOerror!
\n"）;returnfalse;
}
//填充IP首部
ipHeader.h_verlen=（IPVER<<4|sizeof（ipHeader）/sizeof（unsignedlong））;ipHeader.tos=（UCHAR）0;
ipHeader.total_len=htons（（unsignedshort）sizeof（ipHeader）+sizeof（tcpHeader）+sizeof（tcp_send_data））;
ipHeader.ident=0;//16位标识
ipHeader.frag_and_flags=0;//3位标志位
ipHeader.ttl=128;//8位生存时间ipHeader.proto=IPPROTO_UDP;//协议类型ipHeader.checksum=0;/检/验和暂时为0ipHeader.sourceIP=inet_addr（argv[1]）;//32位源IP地址ipHeader.destIP=inet_addr（argv[3]）;//32位目的IP地址
//计算IP头部检验和
memset（check_Buff,0,MAX_BUFF_LEN）;
memcpy（check_Buff,&ipHeader,sizeof（IP_HEADER））;
ipHeader.checksum=checksum（check_Buff,sizeof（IP_HEADER））;
//构造TCP伪首部
psdHeader.saddr=ipHeader.sourceIP;
psdHeader.daddr=ipHeader.destIP;
psdHeader.mbz=0;
psdHeader.ptcl=ipHeader.proto;
psdHeader.tcpl=htons（sizeof（TCP_HEADER）+sizeof（tcp_send_data））;
//填充TCP首部
tcpHeader.th_dport=htons（atoi（argv[4]））;//16位目的端口号tcpHeader.th_sport=htons（atoi（argv[2]））;//16位源埠号tcpHeader.th_seq=0;//SYN序列号
tcpHeader.th_ack=0;//ACK序列号置为0
//TCP长度和保留位
tcpHeader.th_lenres=（sizeof（tcpHeader）/sizeof（unsignedlong）<<4|0）;tcpHeader.th_flag=2;〃修改这里来实现不同的标志位探测，2是SYN,1是//FIN,16
是ACK探测等等
tcpHeader.th_win=htons（（unsignedshort）16384）;//窗口大小
tcpHeader.th_urp=0;//偏移大小
tcpHeader.th_sum=0;//检验和暂时填为0
//计算TCP校验和
memset（check_Buff,0,MAX_BUFF_LEN）;
memcpy（check_Buff,&psdHeader,sizeof（psdHeader））;
memcpy（check_Buff+sizeof（psdHeader）,&tcpHeader,sizeof（tcpHeader））;memcpy（check_Buff+sizeof（PSD_HEADER）+sizeof（TCP_HEADER）,tcp_send_data,sizeof（tcp_send_data））;
tcpHeader.th_sum=checksum（check_Buff,sizeof（PSD_HEADER）+sizeof（TCP_HEADER）+sizeof（tcp_send_data））;
//填充发送缓冲区
memset（Sendto_Buff,0,MAX_BUFF_LEN）;memcpy（Sendto_Buff,&ipHeader,sizeof（IP_HEADER））;memcpy（Sendto_Buff+sizeof（IP_HEADER）,&tcpHeader,sizeof（TCP_HEADER））;
memcpy（Sendto_Buff+sizeof（IP_HEADER）+sizeof（TCP_HEADER）,tcp_send_data,sizeof（tcp_send_data））;
intdatasize=sizeof（IP_HEADER）+sizeof（TCP_HEADER）+sizeof（tcp_send_data）;
//发送数据报的目的地址
SOCKADDR_INdest;
memset（&dest,0,sizeof（dest））;
dest.sin_family=AF_INET;
dest.sin_addr.s_addr=inet_addr（argv[3]）;
dest.sin_port=htons（atoi（argv[4]））;
rect=sendto（sock,Sendto_Buff,datasize,0,（structsockaddr*）&dest,sizeof（dest））;if（rect==SOCKET_ERROR）
{
printf（"senderror!
:
%d\n",WSAGetLastError（））;
returnfalse;
}
else
printf（"sendok!
\n"）;closesocket（sock）;WSACleanup（）;return1;
}
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