发送和接收TCP数据包

1、湖北工业大学计算机网络课程设计 设计题目：发送和接收TCP数据包班 级：XXX姓 名：xxx学 号：XXX指导老师：XXX发送和接受TCP数据包1.设计题目与要求1.1设计题目发送和接收TCP数据包1.2技术要求本设计的功能是填充一个TCP数据包，并发送给目的主机。1）以命令行形式运行：SendTCP source_ip source_port dest_ip dest_port，其中SendTCP是程序名，source_ip为源端IP地址，source_port为源端口号，dest_ip为目的地址，dest_port为目的端口号。2）其他的TCP头部参数请自行设定。3）数据字段为“This

2、is my homework of network,I am happy!”。4）成功发送后在屏幕上输出“send OK”。2.总的设计思想及系统平台、语言、工具等2.1工作环境 软件：Microsoft Visual C+ 6.0；硬件：PC机一台。2.2设计思想 本课程设计的目标是发送一个TCP数据包，可以利用原始套接字来完成这个工作。整个程序由初始化原始套接字和发送TCP数据包两个部分组成。2.2.1创建一个原始套接字，并设置IP头选项 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); 这里，我们设置了SOCK_RAW标志，表示我们声明的是一个原始套接字类型。为使用发送接收超时设置,必须将标志位置位置为WSA_FLAG_OVERLAPPED。在本课程设计中，发送TCP包时隐藏了自己的IP地址，因此我们要自己填充IP头，设置IP头操作选项。其中flag设置为ture，并设定 IP_HDRINCL 选项，表明自己来构造IP头。注意，如果设置IP_HDRINCL 选项，那么必须具有 administrator权限，要不就必须修改注册表： HKEY_LOCAL_MACH

4、INESystemCurrentControlSetServicesAfdParameter 修改键：DisableRawSecurity（类型为DWORD），把值修改为 1。如果没有，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);在这里我们使用基本套接字SOL_SOC

5、KET，设置SO_SNDTIMEO表示使用发送超时设置，超时时间设置为1000ms。2.2.2构造IP头和TCP头这里， IP头和TCP头以及TCP伪部的构造请参考下面它们的数据结构。2.2.3计算校验和的子函数在填充数据包的过程中，需要调用计算校验和的函数checksum两次，分别用于校验IP头和TCP头部（加上伪头部），其实现代码如下： USHORT checksum(USHORT *buffer, int size) unsigned long cksum=0; while(size >1) cksum+=*buffer+; size -=sizeof(USHORT); if(si

6、ze ) cksum += *(UCHAR*)buffer; cksum = (cksum >> 16) + (cksum & 0xffff); cksum += (cksum >>16); return (USHORT)(cksum); 3.数据结构与模块说明（功能与流程图）3.1数据结构typedef struct _iphdr /定义IP首部 UCHAR h_lenver; /4位首部长度+4位IP版本号 UCHAR tos; /8位服务类型TOS USHORT total_len; /16位总长度（字节） USHORT ident; /16位标识 USH

7、ORT frag_and_flags; /3位标志位 UCHAR ttl; /8位生存时间 TTL UCHAR proto; /8位协议 (TCP, UDP 或其他) USHORT checksum; /16位IP首部校验和 ULONG sourceIP; /32位源IP地址 ULONG destIP; /32位目的IP地址 IP_HEADER; typedef struct psd_hdr /定义TCP伪首部 ULONG saddr; /源地址 ULONG daddr; /目的地址 UCHAR mbz; /没用UCHAR ptcl; /协议类型 USHORT tcpl; /TCP长度 PSD

8、_HEADER; typedef struct _tcphdr /定义TCP首部 USHORT th_sport; /16位源端口 USHORT th_dport; /16位目的端口 ULONG th_seq; /32位序列号 ULONG th_ack; /32位确认号 UCHAR th_lenres; /4位首部长度/6位保留字 UCHAR th_flag; /6位标志位 USHORT th_win; /16位窗口大小 USHORT th_sum; /16位校验和 USHORT th_urp; /16位紧急数据偏移量 TCP_HEADER; 4.源程序#include <stdio.h

9、> #include <winsock2.h> #include <ws2tcpip.h> #include <time.h>#include <windows.h>#include <string.h>#include <stdlib.h>#include <iostream.h>#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")#define IPVER 4 /IP协议预定#define MAX_BUFF_LEN 65500 /发送缓冲区最大值typedef str

10、uct ip_hdr /定义IP首部 UCHAR h_verlen; /4位首部长度,4位IP版本号 UCHAR tos; /8位服务类型TOS USHORT total_len; /16位总长度（字节） USHORT ident; /16位标识 USHORT frag_and_flags; /3位标志位 UCHAR ttl; /8位生存时间 TTL UCHAR proto; /8位协议 (TCP, UDP 或其他) USHORT checksum; /16位IP首部校验和 ULONG sourceIP; /32位源IP地址 ULONG destIP; /32位目的IP地址 IP_HEADER

11、; typedef struct tsd_hdr /定义TCP伪首部 ULONG saddr; /源地址ULONG daddr; /目的地址 UCHAR mbz; /没用UCHAR ptcl; /协议类型 USHORT tcpl; /TCP长度 PSD_HEADER; typedef struct tcp_hdr /定义TCP首部 USHORT th_sport; /16位源端口 USHORT th_dport; /16位目的端口 ULONG th_seq; /32位序列号 ULONG th_ack; /32位确认号 UCHAR th_lenres; /4位首部长度/6位保留字 UCHAR t

12、h_flag; /6位标志位 USHORT th_win; /16位窗口大小 USHORT th_sum; /16位校验和 USHORT th_urp; /16位紧急数据偏移量 TCP_HEADER; /CheckSum:计算校验和的子函数 USHORT checksum(USHORT *buffer, int size) unsigned long cksum=0; while(size >1) cksum+=*buffer+; size -=sizeof(USHORT); if(size) cksum += *(UCHAR*)buffer; cksum = (cksum >&g

13、t; 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 psdHeader; char Sendto_BuffMAX_BUFF_LEN; /发送缓冲区 unsigned short check_BuffMAX_BUFF_LEN; /检验和缓冲区 const c

14、har 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(MAKEWORD(2,2), &WSAData)!=0) printf("WSAStartup Error!n"); r

15、eturn 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) printf("setsockopt IP_HDRINCL error!n&q

16、uot;); 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=(IPVER<<4 | sizeof(ipHeader)/sizeof(unsigned long); ipHeader.tos

17、=(UCHAR)0; ipHeader.total_len=htons(sizeof(ipHeader)+sizeof(tcpHeader)+sizeof(tcp_send_data); ipHeader.ident=0; /16位标识 ipHeader.frag_and_flags=0; /3位标志位 ipHeader.ttl=128; /8位生存时间 ipHto=IPPROTO_UDP; /协议类型 ipHeader.checksum=0; /检验和暂时为0 ipHeader.sourceIP=inet_addr(argv1); /32位源IP地址 ipHeader.de

18、stIP=inet_addr(argv3); /32位目的IP地址 /计算IP头部检验和 memset(check_Buff,0,MAX_BUFF_LEN); memcpy(check_Buff,&ipHeader,sizeof(IP_HEADER); ipHeader.checksum=checksum(check_Buff,sizeof(IP_HEADER); /构造TCP伪首部 psdHeader.saddr=ipHeader.sourceIP; psdHeader.daddr=ipHeader.destIP; psdHeader.mbz=0; psdHeader.ptcl=ip

19、Hto; psdHeader.tcpl=htons(sizeof(TCP_HEADER)+sizeof(tcp_send_data); /填充TCP首部 tcpHeader.th_dport=htons(atoi(argv4); /16位目的端口号 tcpHeader.th_sport=htons(atoi(argv2); /16位源端口号 tcpHeader.th_seq=0; /SYN序列号 tcpHeader.th_ack=0; /ACK序列号置为0 /TCP长度和保留位 tcpHeader.th_lenres=(sizeof(tcpHeader)/sizeof(uns

20、igned long)<<4|0); tcpHeader.th_flag=2; /修改这里来实现不同的标志位探测，2是SYN，1是/FIN，16是ACK探测 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; /检验和暂时填为0 /计算TCP校验和 /memset(check_Buff,0,MAX_BUFF_LEN); /*memcpy(check_Buff,&psdHeader,sizeof(psdHeader); memc

21、py(check_Buff+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); /填充发送缓冲区 /*memset(Sendto_Buff,0,MAX_BUFF

22、_LEN); memcpy(Sendto_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); /

23、发送数据报的目的地址 SOCKADDR_IN dest; 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",

24、WSAGetLastError(); return false; else printf("send ok!n"); closesocket(sock); WSACleanup(); return 1; 5.运行结果与运行情况在Microsoft Visual C+ 6.0下编写源程序，然后调试成功后运行，生成可执行文件123.exe。因为该程序是带参数的，所以进入dos，并进入到该可执行文件的目录下后在命令提示行下输入：sendtcp 000,运行结果如下：6.调试报告6.1调试记录第一、二天，主要是查阅资料，学习算法

25、。该期间重点了解了IP首部、TCP首部的结构，以及如何将它们和数据字段一起封装成数据包。同时也掌握了计算校验和的算法，从而通过该算法分别计算出IP首部和TCP首部的校验和。接着就是对网络编程接口socket套接字的学习，除了掌握它的初始化外，还对一些经常使用的高级套接字函数进行运用，例如WSAStartup()、WSASocket()、socket()、bind()、listen()、accept()、connect()、sendto()、send()等。当然根据课程设计的要求，有很多函数并不需要用到。第三、四天，主要是编程实现，调试源程序，不断发现问题并修改。调试过程中没有出现重大的语法错误，主要是运行的结果不理想，和预期的