发送TCP数据包设计说明书

发送TCP数据包设

计说明书

一课程设计准备

1.1课程设计目的

TCP（传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的传输层协议。TCP协议在网络层IP协议的基础上，向应用层用户进程提供可靠的、全双工的数据传输流。本课程设计的目的就是设计一个发送TCP数据包的程序，并根据本设计说明TCP数据包的结构以及TCP协议与IP协议的关系，使学生对TCP 协议的工作原理有更深入的认识。

1.2课程设计的要求

本程序的功能是填充一个TCP数据包，并发送给目的主机。

1）以命令行形式运行：SendTCP sourse_ip sourse_port dest_ip dest_port

其中，SendTCP为程序名；sourse_ip为源端IP地址；sourse_port为源埠；dest_ip为目的IP地址；dest_port为目的埠。

2）其它的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）发送成功后在屏幕上输出”send OK”。

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。·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号。

·确认号：该字段的长度为32位，它表示接收端希望接收的下一个TCP 包的第一个字节的序号。

·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65535B。

·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。

·校验和：该字段长度多达16位，校验和的校验围包括伪头部、TCP报头以及应用层来的数据。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。

1.4工作环境

软件：Microsoft Visual C++ 6.0；硬件：PC机一台。

二课程设计分析

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

SOCKET sock;

sock = socket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP);

或者：

sock=WSASoccket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP,NULL,0,WSA_FLAG_OVERL APPED);

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\Paramete r\

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定义IP头部、TCP头部和伪头部的数据结构

//定义IP首部

typedef struct _iphdr

{

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 或其它) 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;