ip数据包的捕获与解析

计算机网络与通信

课程设计报告

实验项目名称 IP数据包的捕获与解析

实验学生班级电力通信122

实验学生学号 ********* 实验学生姓名颜辉

同组学生姓名无

实验时间12.15～12.19

实验地点信息楼C322

实验成绩评定

指导教师签字

2014 年 12 月 20 日

目录

一.课程设计应达到的目的--------------------------------1

二.课程设计题目及要求----------------------------------1

三.课程设计思想----------------------------------------1

四.课程设计流程图--------------------------------------3 五．部分程序设计的分析---------------------------------3 六．IP数据包解析代码-----------------------------------6 七．运行结果-------------------------------------------11 八．总结-----------------------------------------------11 九．参考文献-------------------------------------------12

一.课程设计应达到的目的

（1）使学生掌握网络通信协议的基本工作原理；

（2）培养学生基本掌握网络编程的基本思路和方法；

（3）能提高学生对所学计算机网络理论知识的理解能力；

（4）能提高和挖掘学生对所学知识的实际应用能力和创新能力；

（5）提高学生的科技论文写作能力。

二.课程设计题目及要求

IP数据包捕获与解析的设计。

设计任务：

（1）掌握IP数据包的工作原理与报头设计的相关字段

（2）理解IP包的版本、头长度、服务类型、数据包总长度、数据包标识、分段标志、分段偏移量、生存时间、上层协议类型、头校验合、源IP地址和目的IP地址等内容。

设计内容：根据IP数据包的标准格式，编写程序捕获IP数据包并进行解析，并将解析后各IP包的头部与数据字段写入输出文件。数据字段的值从捕获的文件中获取。为了获取网络中的IP数据包，可以采用Winsock的数据库查询函数gethostname()和gethostbyname()解决，捕获IP数据包并解析IP地址等内容。

三.课程设计思想

IP数据报的格式说明：

IP数据包格式包含了标头固定部分，标头可变部分和数据区三部分。IP数据报标头部分固定为20个字节，其中包含了12个参数域，各参数域隐含着网间协议的传输机制。IP具体的标头格式如图1所示。

各参数域的具体含义如下：

1)版本号：长度4位，表示所使用的IP协议的版本。IPv4版本号字段值为4；IPV6

版本号字段号的值为6.

2)标头长：长度4位，定义了一个以4B为一个单位的IP包的报头长度

3)服务类型：共8位，高3位组成优先级子域，随后4位组成服务类型子域。

4)数据报总长度：总长度为2B（即6位）。定义了以字节为单位的数据报的总长度。

5)重装标识：长度16位，用于识别IP数据报的编号，让目的主机判断新来的数据属

于哪个分组。

6)分片标识：共3位，最高位为0；DF禁止分片标识。DF=0，可以分片；DF=1，不能

分片。MF:分片标识。MF=0，表示接的是最后一个分片；MF=1，不是最后一个分片。

7)片偏移值：共13位，说明分片在整个数据报中的相对位置。

8)生存周期：8位，用来设置数据数据报在整个网络传输过程中的寿命。常以一个数

据报可以经过的最多的路由器跳步数来控制。

9)协议类型：共8位，表示该IP数据报的高层协议类型。

10)标头校验和：共16位，用于存放检查报头错误的校验码。

11)源、宿主机地址：共32位，分别表示发送和接受数据报的源主机和宿主机的IP地

址。

12)选项数据域：0-40B，用于控制和测试。

IP数据包的格式为：

4位版本4位首部长

度

8位服务类型(TOS)16位总长度(字节为单位) 16位标识3位标志13位片偏移

8位生存时间(TTL)8位协议16位首部检验和

32位源IP地址

32位目的IP地址

IP数据包的C++定义：

typedef struct _IP

{

union

{

BYTE Version; // 版本

BYTE HdrLen;//IHT

};

BYTE ServiceType; // 服务类型

WORD TotalLen; // 总长

WORD ID; // 标识

union

{

WORD Flags; // 标志

WORD FragOff; // 分段偏移

};

BYTE TimeToLive; // 生命期

BYTE Protocol; // 协议

WORD HdrChksum; // 头校验和

DWORD SrcAddr; // 源地址

DWORD DstAddr; // 目的地址

BYTE Options; // 选项

} IP;

套接字的使用：

本程序使用套接字socket编程，将网卡设为能够接受流经网卡的所有类型的数据包。首先，初始化套接字，然后监听数据包，解析数据包。

SOCKET sock=socket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP)用来创建套接字，其参数为通信发生的区字段和套接字的类型。

WSAIoctl(sock , IO_RCVALL ,&dwBufferInLen , sizeof(dwBufferInLen)函数用来把网卡设置为混杂模式。

recv(sock,buffer,65535,0)函数用来接收经过的IP包，其参数分别是套接字描述符，缓冲区的地址，缓冲区的大小。