优秀课设——IP大数据包解析汇报

1、实用文案课程设计解析 IP 数据包长沙理工大学目录1、课程设计目的 22、课程设计要求 23 、程序设计分析 23.1 网卡设置 23.2.1 使用套接字 33.2.2 接收数据包 33.3定义IP头部的数据结构43.4 IP 包的解析 43.5 协议的定义 53.6 捕获处理 54、运行结果 65、 总结 66、 课程设计参考资料 77、源程序代码 71、课程设计目的本章课程设计的目的就是设计一个解析IP数据包的程序，并根据这个程序，明确课程设计的目的和重要性，认真领会课程设计的题目，读懂课程设计指导书的要求，学会设计的基本方法与步骤，学会如何运用前修知识与收集、归纳相关资料解决具体问题的方

2、法。严格要求自己，要独立思考，按时、独立完成能力拓展训练任务。设计报告：要求层次清楚，整洁，规范，不得相互抄袭。2、课程设计要求1、用两个线程a和b来模拟Ethernet上的两台主机。2、 用一个双字类型变量Bus来模拟总线（将其初始化为“0 ”，并且总线等于“ 0 ”时表示总线空闲）。3、两个子线程向总线发送自己的数据。数据用该线程的线程号进行模拟，发送数据用线程号和Bus的“或”操作进行模拟（即 Bus = Bus|ID , ID为该线程的线程号）。4、 每台主机需向总线上成功发送10次数据，如果其中某次数据发送失败，则该线程结束。5、 发送流程必须遵循 CSMA/CD。随即延迟算法中的冲

3、突窗口取0.005。在数据发送成功3、程序设计分析3.1网卡设置为了获取网络中的IP数据包，必须对网卡进行编程，在这里使用套接字 （socket）进行编程。但是，在通常情况下，网络通信的套接字程序只能响应与自 己硬件地址相匹配的数据包或是以广播形式发出的数据包。对于其他形式的数据包，如已到达网络接口，但却不是发送到此地址的数据包，网络接口在骓投递地址并非自身地址之后将不引起响应，也就是说应用程序无法收取与自己无关的数 据包。我们要想获取网络设备的所有数据包，就是需要将网卡设置为混杂模式。321使用套接字套接字分为三种，即流套接字(Stream socket)、数据报套接字(Datagram S

4、ocket)和原始套接字(Raw Socket)。要进行IP层数据包的接收和发送，应使用原始套 接字。创建原始套接字的代码如下：Socket sock:Sock=WSASocket(AFNET,SOCK_RAW,IPPROTO_TP,NULL,0,WSA_FLAG_OVERLAPPED);本设计不用考虑超时情况。创建套接后，IP头就会包含在接收数据包中。然后，我可以设置IP头操作选项， 调用setsockopt函数。其中flag设置为true,并设定IP-HDRINCL选项，表明 用户可以亲自对IP头进行处理。最后使用bind()函数将socket绑定到本地网卡 上。绑定网卡后，需用 WSAI

5、octl()函数把网卡设置为混杂模式，使网卡能够接 收所有的网络数据。如果接收的数据包中的协议类型和定义的原始套接字匹配， 那么接收的数据就拷贝到套接字中，因此，网卡就可以接收所有经过的IP包。3.2.2接收数据包在程序中可使用recv()函数接收经过的IP包。该函数有四个参数，第一个参 数接收操作所用的套接字描述符；第二个参数接收缓冲区的地址；第三个参数接 收缓冲区的大小，也就是所要接收的字节数；第四个参数是一个附加标志，如果 对所发送的数据没特殊要求，直接设为0。因为IP数据包的最大长度是65535B，因此缓冲区的大小不能小于65535B。设置缓冲区后，可利用循环来反复监听接 收IP包，用

6、recv()函数实现接收功能。3.3定义IP头部的数据结构程序需要定义一个数据结构表示IP头部。其代码如下：int i=0;/发送成功次数int Collisio nCou nter=16;double Collisio nWin dow=0.005;0.005int ran dNum=ra nd()%3;loop: if(Bus=0)Bus=Bus|ID1;Sleep(12);if (Bus=ID1)printf(%d Send Successnn,ID1);Bus=0;Collisio nCou nter=16;Sleep(ra nd()%10);冲突计数器初始值为16冲突窗口值取值/随机

7、数/总线空闲/模拟发送包/无冲突/发送成功/内存清零/复原冲突计数器/随即延时i+;printf(主机a发送成功次数=%dnn,i);if(i丄期4旅即TE)粽志 DP-0,MP-0 分垦偏移值W |半存Hij =4 (. hauesMJfrP快掖融和-B血B 的 IP 丑址=1213 ,a,34f；T7号=4=Kn li t i nR, Novna t s-pfu ino 盘上度-14340 廊谬=U1P 吉椒检和胡厨回fel址=192 .Its.185 自的IF地址二 1N0.2-246.785、总结这次计算机网络课程设计是解析IP数据包，通过这次上机充分应用了所学 的计算机网络和C语言的

8、知识，并上网搜索一部分相当资料，粗略设计出该程 序。通过本次课程设计，首先认识到了自己的不足。在编码的过程中认识到了自己细节方面的不足，在以后计算机网络的学习过程中在理解的同时还要做到对细节的注重；当然在本次课设中最终还是实现了题目要求。 同时，觉得本次课设是十分有意义的， 使自己所学的 只是有了实践的地方。6、课程设计参考资料计算机网络（第四版）主编：谢希仁出版社：电子工业出版社 出版时间：2004年7月计算机网络课程设计 主编：吴功宜胡晓英张仁何云王宁出版社：机械 工业出版社出版或修订时间：2005年9月计算机网络设计主编：易建勋 出版社：人民邮电出版社 出版或修订时间：2007年10月标

9、准文档7、源程序代码#i nclude win sock2.h#in elude ws2tcpip.h#include iostream#i nclude stdio.h#pragma comme nt(lib,ws2_32.lib)typedef struct _IP_HEADER unionBYTE Versio n;BYTE HdrLe n;BYTE ServiceType;WORD TotalLe n;WORD ID;union/定义IP头/版本（前4位）/IHL （后 4 位），/服务类型/总长/标识报头标长WORD Flags;WORD FragOff;；BYTE TimeToLi

10、ve;BYTE Protocol;WORD HdrChksum;DWORD SrcAddr;DWORD DstAddr;BYTE Optio ns;IP_HEADER;/逐位解析IP头中的信息/标志（前3位）/分段偏移（后13位）/生命期/协议/头校验和/源地址/目的地址/选项void getVersio n(BYTE b, BYTE & versio n)version=b4;/右移4位,获取版本字段void getIHL(BYTE b,BYTE & result)result=(b&0x0f)*4;/获取头部长度字段char * parseServiceType_getProcede nc

11、e(BYTE b)switch(b5)/获取服务类型字段中优先级子域case 7:return Network Con trol;break;case 6:return I nternet work Con trol;break;case 5:return CRITIC/ECP;break;case 4:return Flash Override;break;case 3:return Flsah;break;case 2:return Immediate;break;case 1:return Priority;break;case 0:retur n Rout in e;break;def

12、ault:return Unkno w;break;char * parseServiceType_getTOS(BYTE b)b=(b1)&OxOf;/获取服务类型字段中的TOS子域switch(b)case 0:return Normal service;break;case 1:return Mi ni mize mon etary cost;break;case 2:return Maximize reliability;break;#i nclude #i nclude #i nclude #i nclude #i nclude #i nclude #i nclude #includ

13、e#include#define ERROR_SHMGET -1#define ERROR_SHMAT -2#define ERROR_WAIT -3#define ERROR_FORK -4#define SLOT_TIME 0.005/* 截止二进制指数退避算法的实现该算法可以表示为：t=2* Tr为结点重新发送需要的后退延迟时间；2* t为冲突窗口值；r为随机数,r的取值范围为0,2Ak-1,k=Min重传次数,10;当重传 1 6次仍不成功时 ,则丢弃该帧 .*/static unsigned long get_backoff(const int n)/计算重传推迟时间int k=n；

14、k=16-k；if(k10)/ 如果重传次数大于 10时,重传次数置为 10k=10；return (random()%(1k)*SLOT_TIME；/ 返回重传推迟时间 /* 发送数据流程 */static void send_msg(const void *addr, const pid_t pid,char ch)pid_t *bus=(pid_t *)addr;int collision; / 冲突计数器int k=0;/ 发送成功的次数for(int i=0;i0)printf(%d send collision.n, pid); usleep(get_backoff(collision); / 随机延时 elseprintf(%d send failure.n, pid); /发送失败break;else*bus=0;break;while(1);if(collision0)k+;printf(%d send success.n, pid);printf(%c send success=%d.n,ch,k);usleep(random()%1024); /* 主函数*/int main()pid_t pid=0;int bus=0; /* 共享内存的 ID, 用来模拟总线 */获取共享内存void *addr=0; /* 指向模