1、湖北工業大學計算機網絡課程設計 設計題目：發送和接收TCP數據包班 級：XXX姓 名：xxx學 號：XXX指導老師：XXX發送和接受TCP數據包1.設計題目與要求1.1設計題目發送和接收TCP數據包1.2技術要求本設計的功能是填充一個TCP數據包，并發送給目的主機。1）以命令行形式運行：SendTCP source_ip source_port dest_ip dest_port，其中SendTCP是程序名，source_ip為源端IP地址，source_port為源端口號，dest_ip為目的地址，dest_port為目的端口號。2）其他的TCP頭部參數請自行設定。3）數據字段為“This

2、is my homework of network,I am happy!”。4）成功發送后在屏幕上輸出“send OK”。2.總的設計思想及系統平臺、語言、工具等2.1工作環境 軟件：Microsoft Visual C+ 6.0；硬件：PC機一臺。2.2設計思想 本課程設計的目標是發送一個TCP數據包，可以利用原始套接字來完成這個工作。整個程序由初始化原始套接字和發送TCP數據包兩個部分組成。2.2.1創建一個原始套接字，并設置IP頭選項 SOCKET sock; sock = socket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP); 或者： sock=WSASoccket

3、(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP,NULL,0,WSA_FLAG_OVERLAPPED); 這里，我們設置了SOCK_RAW標志，表示我們聲明的是一個原始套接字類型。為使用發送接收超時設置,必須將標志位置位置為WSA_FLAG_OVERLAPPED。在本課程設計中，發送TCP包時隱藏了自己的IP地址，因此我們要自己填充IP頭，設置IP頭操作選項。其中flag設置為ture，并設定 IP_HDRINCL 選項，表明自己來構造IP頭。注意，如果設置IP_HDRINCL 選項，那么必須具有 administrator權限，要不就必須修改注冊表： HKEY_LOCAL_MACH

4、INESystemCurrentControlSetServicesAfdParameter 修改鍵：DisableRawSecurity（類型為DWORD），把值修改為 1。如果沒有，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);在這里我們使用基本套接字SOL_SOCKET，設置SO

5、_SNDTIMEO表示使用發送超時設置，超時時間設置為1000ms。2.2.2構造IP頭和TCP頭這里， IP頭和TCP頭以及TCP偽部的構造請參考下面它們的數據結構。2.2.3計算校驗和的子函數在填充數據包的過程中，需要調用計算校驗和的函數checksum兩次，分別用于校驗IP頭和TCP頭部（加上偽頭部），其實現代碼如下： USHORT checksum(USHORT *buffer, int size) unsigned long cksum=0; while(size 1) cksum+=*buffer+; size -=sizeof(USHORT); if(size ) cksum +

6、= *(UCHAR*)buffer; cksum = (cksum 16) + (cksum & 0xffff); cksum += (cksum 16); return (USHORT)(cksum); 3.數據結構與模塊說明（功能與流程圖）3.1數據結構typedef struct _iphdr /定義IP首部 UCHAR h_lenver; /4位首部長度+4位IP版本號 UCHAR tos; /8位服務類型TOS USHORT total_len; /16位總長度（字節） USHORT ident; /16位標識 USHORT frag_and_flags; /3位標志位 UCHAR

7、ttl; /8位生存時間 TTL UCHAR proto; /8位協議 (TCP, UDP 或其他) USHORT checksum; /16位IP首部校驗和 ULONG sourceIP; /32位源IP地址 ULONG destIP; /32位目的IP地址 IP_HEADER; typedef struct psd_hdr /定義TCP偽首部 ULONG saddr; /源地址 ULONG daddr; /目的地址 UCHAR mbz; /沒用UCHAR ptcl; /協議類型 USHORT tcpl; /TCP長度 PSD_HEADER; typedef struct _tcphdr /

8、定義TCP首部 USHORT th_sport; /16位源端口 USHORT th_dport; /16位目的端口 ULONG th_seq; /32位序列號 ULONG th_ack; /32位確認號 UCHAR th_lenres; /4位首部長度/6位保留字 UCHAR th_flag; /6位標志位 USHORT th_win; /16位窗口大小 USHORT th_sum; /16位校驗和 USHORT th_urp; /16位緊急數據偏移量 TCP_HEADER; 4.源程序#include #include #include #include #include #include

9、 #include #include #pragma comment(lib,ws2_32.lib)#define IPVER 4 /IP協議預定#define MAX_BUFF_LEN 65500 /發送緩沖區最大值typedef struct ip_hdr /定義IP首部 UCHAR h_verlen; /4位首部長度,4位IP版本號 UCHAR tos; /8位服務類型TOS USHORT total_len; /16位總長度（字節） USHORT ident; /16位標識 USHORT frag_and_flags; /3位標志位 UCHAR ttl; /8位生存時間 TTL UCH

10、AR proto; /8位協議 (TCP, UDP 或其他) USHORT checksum; /16位IP首部校驗和 ULONG sourceIP; /32位源IP地址 ULONG destIP; /32位目的IP地址 IP_HEADER; typedef struct tsd_hdr /定義TCP偽首部 ULONG saddr; /源地址ULONG daddr; /目的地址 UCHAR mbz; /沒用UCHAR ptcl; /協議類型 USHORT tcpl; /TCP長度 PSD_HEADER; typedef struct tcp_hdr /定義TCP首部 USHORT th_spo

11、rt; /16位源端口 USHORT th_dport; /16位目的端口 ULONG th_seq; /32位序列號 ULONG th_ack; /32位確認號 UCHAR th_lenres; /4位首部長度/6位保留字 UCHAR th_flag; /6位標志位 USHORT th_win; /16位窗口大小 USHORT th_sum; /16位校驗和 USHORT th_urp; /16位緊急數據偏移量 TCP_HEADER; /CheckSum:計算校驗和的子函數 USHORT checksum(USHORT *buffer, int size) unsigned long cks

12、um=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 psdHead

13、er; char Sendto_BuffMAX_BUFF_LEN; /發送緩沖區 unsigned short check_BuffMAX_BUFF_LEN; /檢驗和緩沖區 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(MA

14、KEWORD(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) prin

15、tf(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=(IPVER4 | sizeof(ipHeader)/sizeof(unsigned long); ipHeader

16、.tos=(UCHAR)0; ipHeader.total_len=htons(sizeof(ipHeader)+sizeof(tcpHeader)+sizeof(tcp_send_data); ipHeader.ident=0; /16位標識 ipHeader.frag_and_flags=0; /3位標志位 ipHeader.ttl=128; /8位生存時間 ipHto=IPPROTO_UDP; /協議類型 ipHeader.checksum=0; /檢驗和暫時為0 ipHeader.sourceIP=inet_addr(argv1); /32位源IP地址 ipHeade

17、r.destIP=inet_addr(argv3); /32位目的IP地址 /計算IP頭部檢驗和 memset(check_Buff,0,MAX_BUFF_LEN); memcpy(check_Buff,&ipHeader,sizeof(IP_HEADER); ipHeader.checksum=checksum(check_Buff,sizeof(IP_HEADER); /構造TCP偽首部 psdHeader.saddr=ipHeader.sourceIP; psdHeader.daddr=ipHeader.destIP; psdHeader.mbz=0; psdHeader.ptcl=ip

18、Hto; psdHeader.tcpl=htons(sizeof(TCP_HEADER)+sizeof(tcp_send_data); /填充TCP首部 tcpHeader.th_dport=htons(atoi(argv4); /16位目的端口號 tcpHeader.th_sport=htons(atoi(argv2); /16位源端口號 tcpHeader.th_seq=0; /SYN序列號 tcpHeader.th_ack=0; /ACK序列號置為0 /TCP長度和保留位 tcpHeader.th_lenres=(sizeof(tcpHeader)/sizeof(uns

19、igned long)4|0); tcpHeader.th_flag=2; /修改這里來實現不同的標志位探測，2是SYN，1是/FIN，16是ACK探測 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; /檢驗和暫時填為0 /計算TCP校驗和 /memset(check_Buff,0,MAX_BUFF_LEN); /*memcpy(check_Buff,&psdHeader,sizeof(psdHeader); memcpy(check_Buf

20、f+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); /填充發送緩沖區 /*memset(Sendto_Buff,0,MAX_BUFF_LEN); memcpy(Se

21、ndto_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); /發送數據報的目的地址 SOCKADDR_IN d

22、est; memset(&dest,0,sizeof(dest); dest.sin_family=AF_INET; dest.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv3); dest.sin_port=htons(atoi(argv4);rect=sendto(sock,Sendto_Buff,datasize, 0,(struct sockaddr*)&dest, sizeof(dest); if (rect=SOCKET_ERROR) printf(send error!:%dn,WSAGetLastError(); return false; else printf

23、(send ok!n); closesocket(sock); WSACleanup(); return 1; 5.運行結果與運行情況在Microsoft Visual C+ 6.0下編寫源程序，然后調試成功后運行，生成可執行文件123.exe。因為該程序是帶參數的，所以進入dos，并進入到該可執行文件的目錄下后在命令提示行下輸入：sendtcp 000,運行結果如下：6.調試報告6.1調試記錄第一、二天，主要是查閱資料，學習算法。該期間重點了解了IP首部、TCP首部的結構，以及如何將它們和數據字段一起封裝成數據包。同時也掌握了計算校驗和的算法，從而通過該算法分別計算出IP首部和TCP首部的校驗和。接著就是對網絡編程接口socket套接字的學習，除了掌握它的初始化外，還對一些經常使用的高級套接字函數進行運用，例如WSAStartup()、WSASocket()、socket()、bind()、listen()、accept()、connect()、sendto()、send()等。當然根據課程設計的要求，有很多函數并不需要用到。第三、四天，主要是編程實現，調試源程序，不斷發現問題并修改。調試過程中沒有出現重大的語法錯誤，主要是運行的結果不理想，和預期的結果有差距。經分析，影響運行結果的主要因素是實現數據