TCP数据包的发送和接收设计报告.docx

1、TCP数据包的发送和接收设计报告湖北工业大学 课 程 设 计 报 告设计题目：TCP数据包的发送和接收专 业：计算机科学与技术班 级：10计科2班学 号：1010311211姓 名：吕红杰指导老师：涂军一设计题目 发送和接收TCP数据包二设计要求 1正确理解题意；2具有良好的编程规范和适当的注释；3有详细的文档，文档中应包括设计题目涉及的基础知识、设计思路、程序流程图、程序清单、开发中遇到的问题及解决方法、设计中待解决的问题及改进方向。三需求分析 TCP是一种面向连接的、可靠的传输层协议。TCP协议工作在网络层IP协议的基础上。本课程设计的目的是设计一个发送和接收TCP数据包的程序，其功能是填

2、充一个TCP数据包，发送给目的主机，并在目的主机接收此TCP数据包，将数据字段显示显示在标准输出上。四具体设计1.创建一个原始套接字，并设置IP头选项SOCKET sock; sock = socket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP); 或者： sock=WSASoccket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP,NULL,0,WSA_FLAG_OVERLAPPED); 这里，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

3、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。setsockopt(sock, IPPROTO_IP, IP_HDRINCL, (char *)&Flag, sizeof(Flag);int timeout=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.

4、构造IP头和TCP头这里， IP头和TCP头以及TCP伪部的构造请参考下面它们的数据结构。typedef struct _iphdr /定义IP首部 UCHAR h_lenver; /4位首部长度+4位IP版本号 UCHAR tos; /8位服务类型TOS USHORT total_len; /16位总长度（字节） USHORT ident; /16位标识 USHORT frag_and_flags; /3位标志位 UCHAR ttl; /8位生存时间 TTL UCHAR proto; /8位协议 (TCP, UDP 或其他) USHORT checksum; /16位IP首部校验和 ULON

5、G sourceIP; /32位源IP地址 ULONG destIP; /32位目的IP地址 IP_HEADER; typedef struct psd_hdr /定义TCP伪首部 ULONG saddr; /源地址 ULONG daddr; /目的地址 UCHAR mbz; /没用UCHAR ptcl; /协议类型 USHORT tcpl; /TCP长度 PSD_HEADER; typedef struct _tcphdr /定义TCP首部 USHORT th_sport; /16位源端口 USHORT th_dport; /16位目的端口 ULONG th_seq; /32位序列号 ULO

6、NG th_ack; /32位确认号 UCHAR th_lenres; /4位首部长度/6位保留字 UCHAR th_flag; /6位标志位 USHORT th_win; /16位窗口大小 USHORT th_sum; /16位校验和 USHORT th_urp; /16位紧急数据偏移量 TCP_HEADER; 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：USHORT checksum(USHORT *buffer, int size) unsigned long cksum=0; w

7、hile(size 1) cksum+=*buffer+; size -=sizeof(USHORT); if(size ) cksum += *(UCHAR*)buffer; cksum = (cksum 16) + (cksum & 0xffff); cksum += (cksum 16); return (USHORT)(cksum);4.流程图五实验内容 1.先用vc+编译运行程序代码 2.用命令指示符运行Debug下的sendTCP 3.输入源ip和端口及目的ip和端口 4.输入发送内容5.发送完成六附代码#include #include #include #include #in

8、clude #include #include #include #pragma comment(lib,ws2_32.lib)#define IPVER 4 /IP协议预定#define MAX_BUFF_LEN 65500 /发送缓冲区最大值typedef struct ip_hdr /定义IP首部 UCHAR h_verlen; /4位首部长度,4位IP版本号 UCHAR tos; /8位服务类型TOS USHORT total_len; /16位总长度（字节） USHORT ident; /16位标识 USHORT frag_and_flags; /3位标志位 UCHAR ttl; /

9、8位生存时间 TTL UCHAR proto; /8位协议 (TCP, UDP 或其他) USHORT checksum; /16位IP首部校验和 ULONG sourceIP; /32位源IP地址 ULONG destIP; /32位目的IP地址 IP_HEADER; typedef struct tsd_hdr /定义TCP伪首部 ULONG saddr; /源地址 ULONG daddr; /目的地址 UCHAR mbz; /没用 UCHAR ptcl; /协议类型 USHORT tcpl; /TCP长度 PSD_HEADER; typedef struct tcp_hdr /定义TCP

10、首部 USHORT th_sport; /16位源端口 USHORT th_dport; /16位目的端口 ULONG th_seq; /32位序列号 ULONG th_ack; /32位确认号 UCHAR th_lenres; /4位首部长度/6位保留字 UCHAR th_flag; /6位标志位 USHORT th_win; /16位窗口大小 USHORT th_sum; /16位校验和 USHORT th_urp; /16位紧急数据偏移量 TCP_HEADER; /CheckSum:计算校验和的子函数 USHORT checksum(USHORT *buffer, int size) u

11、nsigned long cksum=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); int ReadData(char *str,int maxlen) int readlen=0; char ch=NULL; if(str=NULL|maxlen=0) printf(ReadData Err

12、or!n); return 0;/failed printf(Input Data(End By Ctrl+Z): n); while(maxlen) ch=getchar(); if(ch=EOF) break; strreadlen+=ch; maxlen-; strreadlen=NULL; return readlen;int main(int argc, char* argv) WSADATA WSAData; SOCKET sock; IP_HEADER ipHeader; TCP_HEADER tcpHeader; PSD_HEADER psdHeader; char Sendt

13、o_BuffMAX_BUFF_LEN; /发送缓冲区 unsigned short check_BuffMAX_BUFF_LEN; /检验和缓冲区 char tcp_send_data1000; int read_data_len=0; BOOL flag; int rect,nTimeOver; if(argc!= 5) printf(Usage: SendTcp soruce_ip source_port dest_ip dest_port n); return false; read_data_len=ReadData(tcp_send_data,1000); if(read_data_

14、len=0) return 1; if(WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &WSAData)!=0) printf(WSAStartup Error!n); return false; if(sock=WSASocket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_RAW,NULL,0, WSA_FLAG_OVERLAPPED)=INVALID_SOCKET) printf(Socket Setup Error!n); return false; flag=true; if(setsockopt(sock,IPPROTO_IP,IP_HDRINCL, (char*)&f

15、lag,sizeof(flag)=SOCKET_ERROR) printf(setsockopt IP_HDRINCL error!n); return false; nTimeOver=1000; if (setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO, (char*)&nTimeOver, sizeof(nTimeOver)=SOCKET_ERROR) printf(setsockopt SO_SNDTIMEO error!n); return false; /填充IP首部 ipHeader.h_verlen=(IPVER4 | sizeof(ipHead

16、er)/sizeof(unsigned long); ipHeader.tos=(UCHAR)0; ipHeader.total_len=htons(unsigned short)sizeof(ipHeader)+sizeof(tcpHeader)+read_data_len); 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_TCP; /协议类型 ipHeader.checksum=0; /检验和暂时为0 ipHeader.s

17、ourceIP=inet_addr(argv1); /32位源IP地址 ipHeader.destIP=inet_addr(argv3); /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

18、.destIP; psdHeader.mbz=0; psdHeader.ptcl=ipHeader.proto; psdHeader.tcpl=htons(sizeof(TCP_HEADER)+read_data_len); /填充TCP首部 tcpHeader.th_dport=htons(atoi(argv4); /16位目的端口号 tcpHeader.th_sport=htons(atoi(argv2); /16位源端口号 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_

19、lenres=(sizeof(tcpHeader)/sizeof(unsigned long)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(unsigned short)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,si

20、zeof(psdHeader); memcpy(check_Buff+sizeof(psdHeader),&tcpHeader,sizeof(tcpHeader); memcpy(check_Buff+sizeof(PSD_HEADER)+sizeof(TCP_HEADER), tcp_send_data,read_data_len); tcpHeader.th_sum=checksum(check_Buff,sizeof(PSD_HEADER)+ sizeof(TCP_HEADER)+read_data_len); /填充发送缓冲区 memset(Sendto_Buff,0,MAX_BUFF

21、_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,read_data_len); int datasize=sizeof(IP_HEADER)+sizeof(TCP_HEADER)+read_data_len; /发送数据报的目的地址 SOCKADDR_IN

22、dest; memset(&dest,0,sizeof(dest); dest.sin_family=AF_INET; dest.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv3); dest.sin_port=htons(atoi(argv4); rect=sendto(sock,Sendto_Buff,datasize, 0, (struct sockaddr*)&dest, sizeof(dest); if (rect=SOCKET_ERROR) printf(send error!:%dn,WSAGetLastError(); return false; else printf(nsend ok!n); closesocket(sock); WSACleanup(); return 1;