网络编程课程设计-网路嗅探器

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录1 设计目的 (2)2 设计内容 (2)3 程序流程 (2)4 设计步骤 (4)5 设计总结 (11)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1 设计目的网络通信课程设计是网络工程专业的大型作业课。

是培养计算机领域从事网络技术及应用工作的高级工程技术人才的必修课程。

本课的主要任务是使学生队所学的《计算机网络》知识从实践上有一个较清晰的了解。

对当前计算机网络的主要种类和常用的网络协议有更进一步的深入认识。

学会计算机网络设计和日常管理及维护的最基本方法。

网络编程简单的理解就两台计算机相互通讯数据，通过使用套接字来达到进程通信目的编程就是网络编程。

网络编程最主要工作就是在发送端把信息通过规定好的协议进行组包，在接收端按照规定好的协议把包进行解析，从而提取出相应的信息，达到通信的目的。

中间最主要的就是数据包的组装，数据包的过滤，数据包的捕获，数据包的分析，当然最后再做一些处理。

本次实验运用C++的网络编程相关知识，通过学习了解了TCP和UDP协议的基本知识和SOCKET编程的基本概念，完成tracert程序，实现ping功能和路由追踪功能。

2 设计内容一、学习实践要求1．对计算机网络的物理构成有清晰的了解；2．理解计算机网络体系结构的内涵；3．熟悉计算机网络的分类及常用的网络协议；4．基于掌握计算机网络软件的开发方法；5．具备管理计算机网络的基本知识及技能。

二、模块功能（1）pin功能：发送ICMP数据包到计算机，如有返回，显示相应时间等。

（2）路由探测功能：依次ping途经的路由器或网关设备，依次显示途经路由器的响应时间。

3 程序流程┊┊┊┊┊┊Array┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊图1 流程图4 设计步骤一、程序运行结果相关截图图2 运行结果┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊图3 运行结果图4 运行结果┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊图5 运行结果二、程序源代码#include <iostream>#include <winsock2.h>#include <ws2tcpip.h>using namespace std;#pragma comment(lib, "Ws2_32.lib")//IP报头typedef struct{unsigned char hdr_len:4; //4位头部长度 unsigned char version:4; //4位版本号unsigned char tos; //8位服务类型 unsigned short total_len; //16位总长度┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ unsigned short identifier; //16位标识符unsigned short frag_and_flags; //3位标志加13位片偏移unsigned char ttl; //8位生存时间unsigned char protocol; //8位上层协议号unsigned short checksum; //16位校验和unsigned long sourceIP; //32位源IP地址unsigned long destIP; //32位目的IP地址} IP_HEADER;//ICMP报头typedef struct{BYTE type; //8位类型字段BYTE code; //8位代码字段USHORT cksum; //16位校验和USHORT id; //16位标识符USHORT seq; //16位序列号} ICMP_HEADER;//报文解码结构typedef struct{USHORT usSeqNo; //序列号DWORD dwRoundTripTime; //往返时间in_addr dwIPaddr; //返回报文的IP地址}DECODE_RESULT;//计算网际校验和函数USHORT checksum(USHORT *pBuf,int iSize){unsigned long cksum=0;while(iSize>1){cksum+=*pBuf++;iSize-=sizeof(USHORT);}if(iSize){cksum+=*(UCHAR *)pBuf;}cksum=(cksum>>16)+(cksum&0xffff);cksum+=(cksum>>16);return (USHORT)(~cksum);}//对数据包进行解码BOOL DecodeIcmpResponse(char * pBuf,int iPacketSize,DECODE_RESULT &DecodeResult,BYTE ICMP_ECHO_REPLY,BYTE ICMP_TIMEOUT){//检查数据报大小的合法性┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ IP_HEADER* pIpHdr = (IP_HEADER*)pBuf;int iIpHdrLen = pIpHdr->hdr_len * 4;if (iPacketSize < (int)(iIpHdrLen+sizeof(ICMP_HEADER)))return FALSE;//根据ICMP报文类型提取ID字段和序列号字段ICMP_HEADER *pIcmpHdr=(ICMP_HEADER *)(pBuf+iIpHdrLen);USHORT usID,usSquNo;if(pIcmpHdr->type==ICMP_ECHO_REPLY) //ICMP回显应答报文{usID=pIcmpHdr->id; //报文IDusSquNo=pIcmpHdr->seq; //报文序列号}else if(pIcmpHdr->type==ICMP_TIMEOUT) //ICMP超时差错报文{char * pInnerIpHdr=pBuf+iIpHdrLen+sizeof(ICMP_HEADER); //载荷中的IP头int iInnerIPHdrLen=((IP_HEADER *)pInnerIpHdr)->hdr_len*4; //载荷中的IP头长ICMP_HEADER * pInnerIcmpHdr=(ICMP_HEADER *)(pInnerIpHdr+iInnerIPHdrLen);//载荷中的ICMP头usID=pInnerIcmpHdr->id; //报文IDusSquNo=pInnerIcmpHdr->seq; //序列号}else{return false;}//检查ID和序列号以确定收到期待数据报if(usID!=(USHORT)GetCurrentProcessId()||usSquNo!=SeqNo){return false;}//记录IP地址并计算往返时间DecodeResult.dwIPaddr.s_addr=pIpHdr->sourceIP;DecodeResult.dwRoundTripTime=GetTickCount()-DecodeResult.dwRoundTripTime;//处理正确收到的ICMP数据报if (pIcmpHdr->type == ICMP_ECHO_REPLY ||pIcmpHdr->type == ICMP_TIMEOUT){//输出往返时间信息if(DecodeResult.dwRoundTripTime)cout<<" "<<DecodeResult.dwRoundTripTime<<"ms"<<flush;elsecout<<" "<<"<1ms"<<flush;}return true;}┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊void main(){//初始化Windows sockets网络环境WSADATA wsa;WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsa);char IpAddress[255];cout<<"请输入一个IP地址或域名：";cin>>IpAddress;//得到IP地址u_long ulDestIP=inet_addr(IpAddress);//转换不成功时按域名解析if(ulDestIP==INADDR_NONE){hostent * pHostent=gethostbyname(IpAddress);if(pHostent){ulDestIP=(*(in_addr*)pHostent->h_addr).s_addr;}else{cout<<"输入的IP地址或域名无效!"<<endl;WSACleanup();return;}}cout<<"Tracing roote to "<<IpAddress<<" with a maximum of 30 hops.\n"<<endl;//填充目地端socket地址sockaddr_in destSockAddr;ZeroMemory(&destSockAddr,sizeof(sockaddr_in));destSockAddr.sin_family=AF_INET;destSockAddr.sin_addr.s_addr=ulDestIP;//创建原始套接字SOCKETsockRaw=WSASocket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_ICMP,NULL,0,WSA_FLAG_OVERLAPPED);//超时时间int iTimeout=3000;//接收超时setsockopt(sockRaw,SOL_SOCKET,SO_RCVTIMEO,(char *)&iTimeout,sizeof(iTimeout)); //发送超时setsockopt(sockRaw,SOL_SOCKET,SO_SNDTIMEO,(char *)&iTimeout,sizeof(iTimeout));//构造ICMP回显请求消息，并以TTL递增的顺序发送报文//ICMP类型字段const BYTE ICMP_ECHO_REQUEST=8; //请求回显const BYTE ICMP_ECHO_REPLY=0; //回显应答const BYTE ICMP_TIMEOUT=11; //传输超时┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ //其他常量定义const int DEF_ICMP_DATA_SIZE=32; //ICMP报文默认数据字段长度const int MAX_ICMP_PACKET_SIZE=1024;//ICMP报文最大长度（包括报头）const DWORD DEF_ICMP_TIMEOUT=3000; //回显应答超时时间const int DEF_MAX_HOP=30; //最大跳站数//填充ICMP报文中每次发送时不变的字段char IcmpSendBuf[sizeof(ICMP_HEADER)+DEF_ICMP_DATA_SIZE]; //发送缓冲区memset(IcmpSendBuf, 0, sizeof(IcmpSendBuf)); //初始化发送缓冲区 char IcmpRecvBuf[MAX_ICMP_PACKET_SIZE]; //接收缓冲区memset(IcmpRecvBuf, 0, sizeof(IcmpRecvBuf)); //初始化接收缓冲区ICMP_HEADER * pIcmpHeader=(ICMP_HEADER*)IcmpSendBuf;pIcmpHeader->type=ICMP_ECHO_REQUEST; //类型为请求回显pIcmpHeader->code=0; //代码字段为0pIcmpHeader->id=(USHORT)GetCurrentProcessId(); //ID字段为当前进程号memset(IcmpSendBuf+sizeof(ICMP_HEADER),'E',DEF_ICMP_DATA_SIZE);//数据字段USHORT usSeqNo=0; //ICMP报文序列号int iTTL=1; //TTL初始值为1BOOL bReachDestHost=FALSE; //循环退出标志int iMaxHot=DEF_MAX_HOP; //循环的最大次数DECODE_RESULT DecodeResult; //传递给报文解码函数的结构化参数while(!bReachDestHost&&iMaxHot--){//设置IP报头的TTL字段setsockopt(sockRaw,IPPROTO_IP,IP_TTL,(char *)&iTTL,sizeof(iTTL));cout<<iTTL<<flush; //输出当前序号//填充ICMP报文中每次发送变化的字段((ICMP_HEADER *)IcmpSendBuf)->cksum=0; //校验和先置为0((ICMP_HEADER *)IcmpSendBuf)->seq=htons(usSeqNo++); //填充序列号((ICMP_HEADER *)IcmpSendBuf)->cksum=checksum((USHORT*)IcmpSendBuf,sizeof(ICMP_HEADER)+DEF_ICMP_DATA_SIZE); //计算校验和//记录序列号和当前时间SeqNo=((ICMP_HEADER*)IcmpSendBuf)->seq; //当前序号DecodeResult.dwRoundTripTime=GetTickCount(); //当前时间//发送TCP回显请求信息sendto(sockRaw,IcmpSendBuf,sizeof(IcmpSendBuf),0,(sockaddr*)&destSockAddr,sizeof(de stSockAddr));//接收ICMP差错报文并进行解析处理sockaddr_in from; //对端socket地址int iFromLen=sizeof(from); //地址结构大小int iReadDataLen; //接收数据长度while(1){//接收数据┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊iReadDataLen=recvfrom(sockRaw,IcmpRecvBuf,MAX_ICMP_PACKET_SIZE,0,(sockaddr*)&from,& iFromLen);if(iReadDataLen!=SOCKET_ERROR) //有数据到达{//对数据包进行解码if(DecodeIcmpResponse(IcmpRecvBuf,iReadDataLen,DecodeResult,ICMP_ECHO_REPLY,ICMP_TI MEOUT)){//到达目的地，退出循环if(DecodeResult.dwIPaddr.s_addr==destSockAddr.sin_addr.s_addr) bReachDestHost=true;//输出IP地址cout<<'\t'<<inet_ntoa(DecodeResult.dwIPaddr)<<endl;break;}}else if(WSAGetLastError()==WSAETIMEDOUT) //接收超时，输出*号{cout<<" *"<<'\t'<<"Request timed out."<<endl;break;}else{break;}}iTTL++; //递增TTL值}}5 设计总结通过这次课程设计，让我受益匪浅，使我掌握了网络通信编程的基本思想。