发送和接收TCP数据包讲解

湖北工业大学计算机网络课程设计设计题目：发送和接收TCP数据包班级：XXX姓名：xxx学号：XXX指导老师：XXX发送和接受TCP数据包1.设计题目与要求1.1设计题目发送和接收TCP数据包1.2技术要求本设计的功能是填充一个TCP数据包，并发送给目的主机。

1）以命令行形式运行：SendTCP source_ip source_port dest_ip dest_port，其中SendTCP是程序名，source_ip为源端IP地址，source_port为源端口号，dest_ip 为目的地址，dest_port为目的端口号。

2）其他的TCP头部参数请自行设定。

3）数据字段为“This is my homework of network,I am happy!”。

4）成功发送后在屏幕上输出“send OK”。

2.总的设计思想及系统平台、语言、工具等2.1工作环境软件：Microsoft Visual C++ 6.0；硬件：PC机一台。

2.2设计思想本课程设计的目标是发送一个TCP数据包，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。

2.2.1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，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。

BOOL Flag=TRUE;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。

2.2.2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。

2.2.3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：USHORT checksum(USHORT *buffer, int size){unsigned 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);}3.数据结构与模块说明（功能与流程图）3.1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TOSUSHORT 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 TTLUCHAR 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 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;4.源程序#include <stdio.h>#include <winsock2.h> #include <ws2tcpip.h> #include <time.h>#include <windows.h>#include <string.h>#include <stdlib.h>#include <iostream.h>#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; //8位生存时间 TTLUCHAR 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){unsigned 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 main(int argc, char* argv[]){WSADATA WSAData;SOCKET sock;IP_HEADER ipHeader;TCP_HEADER tcpHeader;PSD_HEADER psdHeader;char Sendto_Buff[MAX_BUFF_LEN]; //发送缓冲区unsigned short check_Buff[MAX_BUFF_LEN]; //检验和缓冲区const char tcp_send_data[]="This is my homework of networt,I am happy!";BOOL flag;int rect,nTimeOver;if (argc!= 5){printf("Useage: SendTcp soruce_ip source_port dest_ip dest_port \n");return false;}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*)&flag,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=(IPVER<<4 | sizeof(ipHeader)/sizeof(unsigned long));ipHeader.tos=(UCHAR)0;ipHeader.total_len=htons(sizeof(ipHeader)+sizeof(tcpHeader)+sizeof(tc p_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_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((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,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));*/int datasize=sizeof(IP_HEADER)+sizeof(TCP_HEADER)+sizeof(tcp_send_data);//发送数据报的目的地址SOCKADDR_IN dest;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,(struct sockaddr*)&dest, sizeof(dest));if (rect==SOCKET_ERROR){printf("send error!:%d\n",WSAGetLastError());return false;}elseprintf("send ok!\n");closesocket(sock);WSACleanup();return 1;}5.运行结果与运行情况在Microsoft Visual C++ 6.0下编写源程序，然后调试成功后运行，生成可执行文件123.exe。