網(wǎng)絡(luò)編程課程設(shè)計(jì)-網(wǎng)路嗅探器

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 設(shè)計(jì)目的1</b></p><p><b>　　2 設(shè)計(jì)內(nèi)容2</b></p><p><b>　　3 程序流程2</b></p><p><b>　　4 設(shè)計(jì)步

2、驟3</b></p><p><b>　　5 設(shè)計(jì)總結(jié)10</b></p><p><b>　　1 設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　網(wǎng)絡(luò)通信課程設(shè)計(jì)是網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的大型作業(yè)課。是培養(yǎng)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域從事網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用工作的高級工程技術(shù)人才的必修課程。</p><p>　　本課的主要任

3、務(wù)是使學(xué)生隊(duì)所學(xué)的《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》知識從實(shí)踐上有一個(gè)較清晰的了解。對當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要種類和常用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有更進(jìn)一步的深入認(rèn)識。學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和日常管理及維護(hù)的最基本方法。</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)編程簡單的理解就兩臺計(jì)算機(jī)相互通訊數(shù)據(jù)，通過使用套接字來達(dá)到進(jìn)程通信目的編程就是網(wǎng)絡(luò)編程。網(wǎng)絡(luò)編程最主要工作就是在發(fā)送端把信息通過規(guī)定好的協(xié)議進(jìn)行組包，在接收端按照規(guī)定好的協(xié)議把包進(jìn)行解析，從而提取出相應(yīng)的信息，達(dá)

4、到通信的目的。中間最主要的就是數(shù)據(jù)包的組裝，數(shù)據(jù)包的過濾，數(shù)據(jù)包的捕獲，數(shù)據(jù)包的分析，當(dāng)然最后再做一些處理。</p><p>　　本次實(shí)驗(yàn)運(yùn)用C++的網(wǎng)絡(luò)編程相關(guān)知識，通過學(xué)習(xí)了解了TCP和UDP協(xié)議的基本知識和SOCKET編程的基本概念，完成tracert程序，實(shí)現(xiàn)ping功能和路由追蹤功能。</p><p><b>　　2 設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p>

5、<p><b>　　一、學(xué)習(xí)實(shí)踐要求</b></p><p>　　1．對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的物理構(gòu)成有清晰的了解；</p><p>　　2．理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的內(nèi)涵；</p><p>　　3．熟悉計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類及常用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；</p><p>　　4．基于掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟件的開發(fā)方法；</p>&

6、lt;p>　　5．具備管理計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本知識及技能。</p><p><b>　　二、模塊功能</b></p><p>　?。?）pin功能：發(fā)送ICMP數(shù)據(jù)包到計(jì)算機(jī)，如有返回，顯示相應(yīng)時(shí)間等。</p><p>　?。?）路由探測功能：依次ping途經(jīng)的路由器或網(wǎng)關(guān)設(shè)備，依次顯示途經(jīng)路由器的響應(yīng)時(shí)間。</p><p

7、><b>　　3 程序流程</b></p><p><b>　　圖1 流程圖</b></p><p><b>　　4 設(shè)計(jì)步驟</b></p><p>　　一、程序運(yùn)行結(jié)果相關(guān)截圖</p><p><b>　　圖2 運(yùn)行結(jié)果</b></p&

8、gt;<p><b>　　圖3 運(yùn)行結(jié)果</b></p><p><b>　　圖4 運(yùn)行結(jié)果</b></p><p><b>　　圖5 運(yùn)行結(jié)果</b></p><p><b>　　二、程序源代碼</b></p><p>　　#incl

9、ude <iostream></p><p>　　#include <winsock2.h></p><p>　　#include <ws2tcpip.h></p><p>　　using namespace std;</p><p>　　#pragma comment(lib, "Ws2_32.

10、lib")</p><p><b>　　//IP報(bào)頭</b></p><p>　　typedef struct</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char hdr_len:4; //4位頭部長度</p><p&g

11、t;　　unsigned char version:4; //4位版本號</p><p>　　unsigned char tos; //8位服務(wù)類型</p><p>　　unsigned short total_len; //16位總長度</p><p>　　unsigned short identifier

12、; //16位標(biāo)識符</p><p>　　unsigned short frag_and_flags; //3位標(biāo)志加13位片偏移</p><p>　　unsigned char ttl; //8位生存時(shí)間</p><p>　　unsigned char protocol; //8位上層協(xié)議號&

13、lt;/p><p>　　unsigned short checksum; //16位校驗(yàn)和</p><p>　　unsigned long sourceIP; //32位源IP地址</p><p>　　unsigned long destIP; //32位目的IP地址</p><p>　　

14、} IP_HEADER;</p><p><b>　　//ICMP報(bào)頭</b></p><p>　　typedef struct</p><p><b>　　{</b></p><p>　　BYTE type; //8位類型字段</p><p>　　BYTE c

15、ode; //8位代碼字段</p><p>　　USHORT cksum; //16位校驗(yàn)和</p><p>　　USHORT id; //16位標(biāo)識符</p><p>　　USHORT seq; //16位序列號</p><p>　　} ICMP_HEADER;</p><

16、p><b>　　//報(bào)文解碼結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　typedef struct</p><p><b>　　{</b></p><p>　　USHORT usSeqNo; //序列號</p><p>　　DWORD dwRoundTripTime; //

17、往返時(shí)間</p><p>　　in_addr dwIPaddr; //返回報(bào)文的IP地址</p><p>　　}DECODE_RESULT;</p><p>　　//計(jì)算網(wǎng)際校驗(yàn)和函數(shù)</p><p>　　USHORT checksum(USHORT *pBuf,int iSize)</p><p>&l

18、t;b>　　{</b></p><p>　　unsigned long cksum=0;</p><p>　　while(iSize>1)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　cksum+=*pBuf++;</p><p>　　iSize-=size

19、of(USHORT);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　if(iSize)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　cksum+=*(UCHAR *)pBuf;</p><p><b&

20、gt;　　}</b></p><p>　　cksum=(cksum>>16)+(cksum&0xffff);</p><p>　　cksum+=(cksum>>16);</p><p>　　return (USHORT)(~cksum);</p><p><b>　　}</b>

21、</p><p>　　//對數(shù)據(jù)包進(jìn)行解碼</p><p>　　BOOL DecodeIcmpResponse(char * pBuf,int iPacketSize,DECODE_RESULT &DecodeResult,BYTE ICMP_ECHO_REPLY,BYTE ICMP_TIMEOUT)</p><p><b>　　{</b&

22、gt;</p><p>　　//檢查數(shù)據(jù)報(bào)大小的合法性</p><p>　　IP_HEADER* pIpHdr = (IP_HEADER*)pBuf;</p><p>　　int iIpHdrLen = pIpHdr->hdr_len * 4;</p><p>　　if (iPacketSize < (int)(iIpHdrLen

23、+sizeof(ICMP_HEADER)))</p><p>　　return FALSE;</p><p>　　//根據(jù)ICMP報(bào)文類型提取ID字段和序列號字段</p><p>　　ICMP_HEADER *pIcmpHdr=(ICMP_HEADER *)(pBuf+iIpHdrLen);</p><p>　　USHORT usID,usS

24、quNo;</p><p>　　if(pIcmpHdr->type==ICMP_ECHO_REPLY) //ICMP回顯應(yīng)答報(bào)文</p><p><b>　　{</b></p><p>　　usID=pIcmpHdr->id; //報(bào)文ID</p><p>　　usSquNo=pI

25、cmpHdr->seq; //報(bào)文序列號</p><p><b>　　}</b></p><p>　　else if(pIcmpHdr->type==ICMP_TIMEOUT) //ICMP超時(shí)差錯(cuò)報(bào)文</p><p><b>　　{</b></p><p>　　char *

26、 pInnerIpHdr=pBuf+iIpHdrLen+sizeof(ICMP_HEADER); //載荷中的IP頭</p><p>　　int iInnerIPHdrLen=((IP_HEADER *)pInnerIpHdr)->hdr_len*4; //載荷中的IP頭長</p><p>　　ICMP_HEADER

27、 * pInnerIcmpHdr=(ICMP_HEADER *)(pInnerIpHdr+iInnerIPHdrLen);//載荷中的ICMP頭</p><p>　　usID=pInnerIcmpHdr->id; //報(bào)文ID</p><p>　　usSquNo=pInnerIcmpHdr->seq; //序列號</p><p>&l

28、t;b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　return false;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//檢查ID和序列

29、號以確定收到期待數(shù)據(jù)報(bào)</p><p>　　if(usID!=(USHORT)GetCurrentProcessId()||usSquNo!=DecodeResult.usSeqNo)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　return false;</p><p><b>　　}<

30、/b></p><p>　　//記錄IP地址并計(jì)算往返時(shí)間</p><p>　　DecodeResult.dwIPaddr.s_addr=pIpHdr->sourceIP;</p><p>　　DecodeResult.dwRoundTripTime=GetTickCount()-DecodeResult.dwRoundTripTime;</p&g

31、t;<p>　　//處理正確收到的ICMP數(shù)據(jù)報(bào)</p><p>　　if (pIcmpHdr->type == ICMP_ECHO_REPLY ||pIcmpHdr->type == ICMP_TIMEOUT)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　//輸出往返時(shí)間信息</p>&

32、lt;p>　　if(DecodeResult.dwRoundTripTime)</p><p>　　cout<<" "<<DecodeResult.dwRoundTripTime<<"ms"<<flush;</p><p><b>　　else</b></p&

33、gt;<p>　　cout<<" "<<"<1ms"<<flush;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　return true;</p><p><b>　　}</b></p>

34、<p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　//初始化Windows sockets網(wǎng)絡(luò)環(huán)境</p><p>　　WSADATA wsa;</p><p>　　WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsa);</p><

35、;p>　　char IpAddress[255];</p><p>　　cout<<"請輸入一個(gè)IP地址或域名：";</p><p>　　cin>>IpAddress;</p><p><b>　　//得到IP地址</b></p><p>　　u_long ulDestI

36、P=inet_addr(IpAddress);</p><p>　　//轉(zhuǎn)換不成功時(shí)按域名解析</p><p>　　if(ulDestIP==INADDR_NONE)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　hostent * pHostent=gethostbyname(IpAddress);<

37、;/p><p>　　if(pHostent)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　ulDestIP=(*(in_addr*)pHostent->h_addr).s_addr;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>

38、　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　cout<<"輸入的IP地址或域名無效!"<<endl;</p><p>　　WSACleanup();</p><p><b>　　return;</b><

39、;/p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　cout<<"Tracing roote to "<<IpAddress<<" with a maximum of 30 hops.\n"<<

40、;endl;</p><p>　　//填充目地端socket地址</p><p>　　sockaddr_in destSockAddr;</p><p>　　ZeroMemory(&destSockAddr,sizeof(sockaddr_in));</p><p>　　destSockAddr.sin_family=AF_INET;

41、</p><p>　　destSockAddr.sin_addr.s_addr=ulDestIP;</p><p><b>　　//創(chuàng)建原始套接字</b></p><p>　　SOCKET sockRaw=WSASocket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_ICMP,NULL,0,WSA_FLAG_OVERLAPPED);&l

42、t;/p><p><b>　　//超時(shí)時(shí)間</b></p><p>　　int iTimeout=3000;</p><p><b>　　//接收超時(shí)</b></p><p>　　setsockopt(sockRaw,SOL_SOCKET,SO_RCVTIMEO,(char *)&iTimeou

43、t,sizeof(iTimeout));</p><p><b>　　//發(fā)送超時(shí)</b></p><p>　　setsockopt(sockRaw,SOL_SOCKET,SO_SNDTIMEO,(char *)&iTimeout,sizeof(iTimeout));</p><p>　　//構(gòu)造ICMP回顯請求消息，并以TTL遞增的順

44、序發(fā)送報(bào)文</p><p>　　//ICMP類型字段</p><p>　　const BYTE ICMP_ECHO_REQUEST=8; //請求回顯</p><p>　　const BYTE ICMP_ECHO_REPLY=0; //回顯應(yīng)答</p><p>　　const BYTE ICMP_TIMEOUT=11;

45、 //傳輸超時(shí)</p><p><b>　　//其他常量定義</b></p><p>　　const int DEF_ICMP_DATA_SIZE=32; //ICMP報(bào)文默認(rèn)數(shù)據(jù)字段長度</p><p>　　const int MAX_ICMP_PACKET_SIZE=1024;//ICMP報(bào)文最大長度（包括報(bào)頭）</p>

46、<p>　　const DWORD DEF_ICMP_TIMEOUT=3000; //回顯應(yīng)答超時(shí)時(shí)間</p><p>　　const int DEF_MAX_HOP=30; //最大跳站數(shù)</p><p>　　//填充ICMP報(bào)文中每次發(fā)送時(shí)不變的字段</p><p>　　char IcmpSendBuf[sizeof(I

47、CMP_HEADER)+DEF_ICMP_DATA_SIZE]; //發(fā)送緩沖區(qū)</p><p>　　memset(IcmpSendBuf, 0, sizeof(IcmpSendBuf)); //初始化發(fā)送緩沖區(qū)</p><p>　　char IcmpRecvBuf[MAX_ICMP_PACKET_SIZE];

48、 //接收緩沖區(qū)</p><p>　　memset(IcmpRecvBuf, 0, sizeof(IcmpRecvBuf)); //初始化接收緩沖區(qū)</p><p>　　ICMP_HEADER * pIcmpHeader=(ICMP_HEADER*)IcmpSendBuf;</p><p>　　pIcmpHeader->type

49、=ICMP_ECHO_REQUEST; //類型為請求回顯</p><p>　　pIcmpHeader->code=0; //代碼字段為0</p><p>　　pIcmpHeader->id=(USHORT)GetCurrentProcessId(); //ID字段為當(dāng)前進(jìn)程號</p>

50、<p>　　memset(IcmpSendBuf+sizeof(ICMP_HEADER),'E',DEF_ICMP_DATA_SIZE);//數(shù)據(jù)字段</p><p>　　USHORT usSeqNo=0; //ICMP報(bào)文序列號</p><p>　　int iTTL=1; //TTL初始值為1<

51、;/p><p>　　BOOL bReachDestHost=FALSE; //循環(huán)退出標(biāo)志</p><p>　　int iMaxHot=DEF_MAX_HOP; //循環(huán)的最大次數(shù)</p><p>　　DECODE_RESULT DecodeResult; //傳遞給報(bào)文解碼函數(shù)的結(jié)構(gòu)化參數(shù)</p><p>　　while(!b

52、ReachDestHost&&iMaxHot--)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　//設(shè)置IP報(bào)頭的TTL字段</p><p>　　setsockopt(sockRaw,IPPROTO_IP,IP_TTL,(char *)&iTTL,sizeof(iTTL));</p><

53、;p>　　cout<<iTTL<<flush; //輸出當(dāng)前序號</p><p>　　//填充ICMP報(bào)文中每次發(fā)送變化的字段</p><p>　　((ICMP_HEADER *)IcmpSendBuf)->cksum=0; //校驗(yàn)和先置為0</p><p>　　((ICMP_HEADER *)IcmpSendBuf

54、)->seq=htons(usSeqNo++); //填充序列號</p><p>　　((ICMP_HEADER *)IcmpSendBuf)->cksum=checksum((USHORT *)IcmpSendBuf,sizeof(ICMP_HEADER)+DEF_ICMP_DATA_SIZE); //計(jì)算校驗(yàn)和</p><p>　　//記錄序列號和當(dāng)前時(shí)間<

55、;/p><p>　　DecodeResult.usSeqNo=((ICMP_HEADER*)IcmpSendBuf)->seq; //當(dāng)前序號</p><p>　　DecodeResult.dwRoundTripTime=GetTickCount(); //當(dāng)前時(shí)間</p><p>　　//發(fā)送TCP回顯請求信息</p>

56、<p>　　sendto(sockRaw,IcmpSendBuf,sizeof(IcmpSendBuf),0,(sockaddr*)&destSockAddr,sizeof(destSockAddr));</p><p>　　//接收ICMP差錯(cuò)報(bào)文并進(jìn)行解析處理</p><p>　　sockaddr_in from; //對端socket地址<

57、;/p><p>　　int iFromLen=sizeof(from); //地址結(jié)構(gòu)大小</p><p>　　int iReadDataLen; //接收數(shù)據(jù)長度</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p>

58、;<p><b>　　//接收數(shù)據(jù)</b></p><p>　　iReadDataLen=recvfrom(sockRaw,IcmpRecvBuf,MAX_ICMP_PACKET_SIZE,0,(sockaddr*)&from,&iFromLen);</p><p>　　if(iReadDataLen!=SOCKET_ERROR)

59、//有數(shù)據(jù)到達(dá)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　//對數(shù)據(jù)包進(jìn)行解碼</p><p>　　if(DecodeIcmpResponse(IcmpRecvBuf,iReadDataLen,DecodeResult,ICMP_ECHO_REPLY,ICMP_TIMEOUT))</p><p><

60、;b>　　{</b></p><p>　　//到達(dá)目的地，退出循環(huán)</p><p>　　if(DecodeResult.dwIPaddr.s_addr==destSockAddr.sin_addr.s_addr)</p><p>　　bReachDestHost=true;</p><p><b>　　//輸出IP

61、地址</b></p><p>　　cout<<'\t'<<inet_ntoa(DecodeResult.dwIPaddr)<<endl;</p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}</b></p><p

62、><b>　　}</b></p><p>　　else if(WSAGetLastError()==WSAETIMEDOUT) //接收超時(shí)，輸出*號</p><p><b>　　{</b></p><p>　　cout<<" *"<<'\t&

63、#39;<<"Request timed out."<<endl;</p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b&g

64、t;　　{</b></p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　iTTL++; //遞增TTL值</p><p><b>

65、;　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　5 設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　通過這次課程設(shè)計(jì)，讓我受益匪淺，使我掌握了網(wǎng)絡(luò)通信編程的基本思想。實(shí)習(xí)的時(shí)候遇到很多不會(huì)的東西，通過問老師同學(xué)，上網(wǎng)自己搜索得到答案，解決問題。畫流程圖，剛開始怎么都不會(huì)，畫好后每次改