1、精選優質文檔-傾情為你奉上天津師范大學Tianjin University of Education網絡課程設計所在學院： 信息技術工程學院 專 業： 計算機科學與技術 學 號： 學生姓名： 指導教師： 二一三年六月專心-專注-專業信息技術工程學院網絡課程設計使用ICMP發現局域網內活動主機學生姓名：肖磊指導教師：黃彥 副教授 20 13 年 6月摘 要本程序使用原始套接字生成ICMP報文來進行活動主機的探查。這個程序使用的是回送請求與應答消息。程序的大致思想是把ICMP的數據包類型設置為回送請求，將它發送給網絡上的一個IP地址，如果這個IP地址已經被占用的話，那幺使用位于這個IP地址的主機上

2、的TCP/IP軟件就能夠接收到這個ICMP回送請求，從而返回一個ICMP回送響應（類型號為0）信息。信息封裝在一個IP包中，我們需要解析該IP包，從中找到ICMP數據信息。相反，如果這個IP地址沒有人使用，那幺發送的ICMP回送請求在設定的延時內就不可能得到響應。在初始化原始套接字之后，本程序就要開始在一個IP網段內尋找活動主機。因為要尋找的主機可能很多，為節省時間可以采用多線程編程。 關鍵詞: ICMP協議，Visual c+ 6.0目 錄引 言IP協議的優點是簡潔，但缺少差錯控制和查詢機制，而網際控制報文協議（ICMP）具有補充IP功能的作用。在網絡管理中，常常要確定當前網絡中處于活動狀態

3、的主機，這時可以通過使用ICMP的回送和回送響應消息來完成這項工作。本課程設計的目的就是編制程序，利用ICMP數據包，發現指定網段中的活動主機。通過課程設計，更加熟悉ICMP報文的結構，對ICMP協議有更好的理解和認識。1 課程設計相關技術1.1 ICMP報文格式及類型編制程序前首先要對ICMP報文的格式有一定的了解，ICMP報文是在IP數據報內部傳輸的，其結構如圖10-1所示。 IP數據報 IP首部 ICMP報文 圖10-1 ICMP封裝在IP內部0 7 8 15 16 31（位）類型字段代碼字段校驗和字段（不同類型和代碼有不同內容）圖10-2 ICMP報文ICMP報文的格式如圖10-2所示

4、。所有報文的前4個字節都是一樣的，但是其它字節則互不相同。其中類型字段可以有15個不同的值，以描述特定類型的ICMP報文，某些ICMP報文還使用代碼字段的值來進一步描述不用的條件。按驗和字段為2字節，校驗的范圍是整個ICMP報文。檢驗和是必須的，其計算方法與IP協議頭部校驗和的計算方法一樣。 各種類型的ICMP報文如圖10-3所示（ICMP報文類型），不同類型由報文中的類型字段和代碼字段來共同決定。類 型 代 碼 描 述 0 0 回送響應（PING應答）3 目的不可達0 網絡不可達1 主機不可達2 協議不可達3 端口不可達4 需要進行分片但設置了禁止分片比特5 源主機選擇路由失敗6 無法識別目

5、的網絡7 無法識別目的主機8 源主機被隔離9 目的網絡被禁止10 目的主機被禁止11 由于服務類型（TOS），網絡不可達12 由于服務類型（TOS），主機不可達13 由于過濾，通信被強行禁止14 主機越權15 優先權終止生效 4 0 源端被關閉（基本流控制）5 重定向0 對網絡重定向1 對主機重定向2 對服務類型和網絡重定向3 對服務類型和主機重定向 8 0 回送請求（PING請求）9 0 路由器通告10 0 路由器請求11 超時0 傳輸期間生存期減為01 數據報組裝期間生存期減為012 參數問題0 各種IP頭部錯誤1 缺少必須的選項13 0 時間戳請求14 0 時間戳應答15 0 信息請求（

6、已作廢）16 0 信息應答（已作廢）17 0 地址掩碼請求18 0 地址掩碼應答10-3 ICMP報文類型本課程設計的目的是發現網絡中的活動主機，就是使用ICMP的回送和回送響應消息發現網絡中的活動主機，即Ping消息的請求和應答。那幺，發送的ICMP的數據包類型設置為回送請求（類型號為8）。1.2實驗平臺介紹Visual C+ 6.0，簡稱VC或者VC6.0，是推出的一款C+，將“高級語言”翻譯為“（低級語言）”的程序。Visual C+是一個功能強大的可視化。自1993年Microsoft公司推出Visual C+1.0后，隨著其新版本的不斷問世，Visual C+已成為專業進行開發的首選

7、工具。Visual C+6.0由許多組件組成，包括編輯器、調試器以及程序向導AppWizard、類向導Class Wizard等開發工具。 這些組件通過一個名為Developer Studio的組件集成為和諧的開發環境。2 課程設計過程2.1 使用原始套接字為了實現發送/監聽ICMP報文，必須使用原始套接字，創建原始套接字的代碼如下： socket sockRaw; sockRaw = WSAocket (AF_INET, sock_Raw, IPPROTO_ICMP, NULL, 0, WSA_FLAG_OVERLAPPED); 在WSASocket函數中，我們使用IPPROTO_ICMP表

8、示接收ICMP數據包，為了使用發送超時設置（設置SO_RCVTIMEO或SO_SNDTIMEO），必須將標志位置為WSA_FLAG_OVERLAPPED。然后調用setsockopt函數設置讀取延遲。 Int timeout=1000;setsockopt(sockRaw,SQL_SOCKET,SO_RCVTIMEO,(char*)&timeout,sizeof(timeout);setsockopt(sockRaw,SQL_socket,SO_SNDTIMEO,(char*)&timeout,sizeof(timeout); 在setsockopt函數中，sockRaw是之前

9、創建的原始套接字，設置SQL_SOCKET表明使用基本套接字處理ICMP報文。設置SO_RCVTIMEO表示使用接收超時設置，SO_SNDTIMEO表示使用發送超時設置，在這里，超時時間均設置為1000ms。2.2 定義IP頭部和ICMP頭部的數據結構 由于socket發送/捕獲的是IP包，因此要分別定義IP頭部的數據結構ICMP頭部數據結構。 /IP報頭的數據結構 typedef struct iphdrunsigned int headlen:4; /IP頭長度unsigned int version:4; /IP版本號unsigned char tos; /服務類型unsigned sh

10、ort totallen; /IP包總長度 unsigned short id; /ID號unsigned short flag; /標記unsigned char ttl; /生存時間unsigned char prot; /協議（UDP TCP）unsigned short checksum; /校驗和unsigned int sourceIP; /源IPunsigned int destIP; /目的IPIpHeader;/ICMP頭部的數據結構typedef struct icmphdr BYTE type; /ICMP類型碼，回送請求的類型碼為8 BYTE code; /子類型碼，保

11、存與特定ICMP報文類型相關細節信息 USHORT checksum; /校驗和 USHORT id; /ICMP報文ID號（一般用進程號作ID） USHORT seq; /ICMP數據報的序列號IcmpHeader;2.3 填充并發送回送請求類型的ICMP報文為了使收到數據包的目的主機發送響應，我們需要向目的主機發送回送請求類型的ICMP報文。從圖10-3中可知，回送請求的類型號為8。因此ICMP報文的填充代碼如下：#define ICNP_ECHO 8 /請求回送#define DEF_PACKET_SIZE 32 /缺省數據報長度#define MAX_PACKET 1024 /最大數據

12、塊長度char icmp_dataMAX_PACKET; /ICMP數據報最大可能的長度memset(icmp_data,0,MAX_PACKET); /將數據報清空初始化int datasize=DEF_PACKET_SIZE; /ICMP數據報報文體的缺省長度datasize+=sizeof(IcmpHeader); /再加上ICMP頭部的長度IcmpHeader*icmp_hdr:Char *datapart;icmp_hdr = (IcmpHeader*)icmp_data;icmp_hdr->type = ICMP_ECHO; /設置類型icmp_hdr->id = (U

13、SHORT)GetCurrentThreadId(); /設置其ID號為當前線程號Datapart = icmp_data + sizeof(IcmpHeader); /計算出數據報的數據部分Memset(datapart,A,datasize-sizeof(IcmpHeader); /填入數據(IcmpHeader*)icmp_data)->seq= 0; /序列號為0(IcmpHeader*)icmp_data)->checksum = 0; /先將校驗和置0(IcmpHeader*)icmp_data)->checksum=checksum(USHORT*)icmp_d

14、ata,datasize);checksum為校驗和的函數，設校驗和初值為0 ，然后對數據每16為求異或，結果取反，便得校驗和。其代碼如下： USHORT checksum(USHORT *buffer, int size) /計算校驗和 unsigned long cksum = 0; while(size>1) cksum+=*buffer+; size -=sizeof(USHORT);if(size) cksum +=*（UCHAR*）buffer; cksum = (cksum >> 16)+(cksum & 0xffff);cksum +=(cksum &

15、gt;> 16);return(USHORT)(-cksum); 填充ICMP報文之后，應在ICMP報文之前加上IP報頭并發送出去?？烧{用下面的代碼發送數據包。注意，這里的DEST是填入目的主機IP地址的一個sockaddr_in數據結構，IPSTRING是目的主機的IP地址字符串。 struct sockaddr_in dest; dest.sin_family = AF_INET; dest.sin_addr.s_addr = inet_addr(IP_STRING); /填入搜索的IP地址 sendto(sockRaw,icmp_data,datasize,0,(sockaddr*

16、)&dest,sizeof(dest);2.4程序流程圖開 始將Start_IP添入到dest中起始IP地址Start_IP結束IP地址End_IP建立并初始化目的主機的Sockaddr_in數據結構dest構造原始套接字，并初始化Start_IPEnd_IP？ N Y Y線程數目太多？等待一定時間 N創建一個線程并執行Start_IP+ Y 還有線程在執行？等待一定時間 N結 束 圖1 主程序流程圖開 始填充ICMP數據報發送數據報接收數報去掉IP報頭，獲取ICMP信息數據包太短？ Y N不是回送響應？ Y NID不符合？ Y N輸出數據報中的IP地址 結 束圖2 子程序流程圖結論通

17、過此次課程設計，我加深了對ICMP協議的理解，鞏固了課堂知識。由于網絡協議比較抽象、難學，自己學得也不夠深入，加上還要把所學知識運用到實踐中來，所以一開始時感覺比較困難，而且在調試過程中難免要出現一些如變量沒有定義、缺少頭文件、大小寫錯誤以及其它問題，通過查閱文獻資料、向同學請教以及認真地思考與分析，逐一對錯誤進行了調試，才使得程序能正常運行，大體上符合了設計的目的和要求。在程序的調試過程中，出現問題是正常的，關鍵是如何去發現問題的根源，然后去解決它。為了能夠快速地確定錯誤的原因，盡快的排除程序錯誤，通常把程序錯誤劃分為三種類型：語法錯誤、運行錯誤和邏輯錯誤。在設計過程中，我們可以先找出問題，

18、看是屬于哪一類錯誤，然后再將問題一一解決，這樣既解決了疑難問題又節省了不少時間。參考文獻1 安淑芝，黃彥 .計算機網絡 M . 北京：中國鐵道出版社 .20112 吳功宜, 胡曉英, 張仁, 何云, 王寧編著. 計算機網絡課程設計. 北京：機械工業出版社, 2010.83 吳功宜著. 計算機網絡. 北京：清華大學出版社, 20044 陳堅, 陳偉. Visual C+網絡高級編程M. 北京: 人民郵電出版社，20015 郭國強. 計算機網絡與Internet教程. 北京: 清華出版社，2006.116 楊豐瑞, 楊豐任. 實用教程最新計算機網絡. 北京: 中國鐵道出版社，2001.7致謝在本課程設計論文即將完成之際，我想對所有曾經給過我幫助和支持的同學老師表示衷心的感謝。感謝我的老師對我課程設計的指導，書到用時方恨少，在這篇論文的寫作過程中，我深感自己的水平還非常的欠缺。生命不息，學習不止，人生就是一個不斷學習和完善的過程，敢問路在何方？路在腳下