计算机网络课程设计_监控IP包流量

1、目录一、 课程设计目的 ：3二、课程设计要求： 3三、课程设计主要思路分析： 3四、设计流程图：.4五、运行结果:：5六、总结:参考文献二6源代码:.6一、课程设计目的随着In ternet技术的发展,基于IP协议的应用成为网络技术研究与软件开 发的一个重要基础，因此学习网络层以基本概念，了解IP协议的基本内容，对 于掌握TCP/IP协议的主要内容和学习网络课程是十分重要的，通过本次课程设 计，有助于熟悉IP包格式和加深对IP协议的理解。二、课程设计要求编制程序，监控网络，捕获一段时间内网络上的IP数据包，按IP数据包的 源地址统计出该源地址在该时间段内发出的 IP包的个数，将其写入日志文件中

2、 或用图形表示出来（建议用图形表示出统计结果）。程序的具体要求如下：用命令行运行：IPStatistic time logfile其中，IPStatistic是程序名；time是设定的统计时间间隔（单位为分钟，比 如，2表示2分钟）；logfile表示统计结果写入的日志文件名 （若用图形表示统 计结果则可以不选这个参数）。相关知识：IP是ICP/IP协议体系中的网络层协议，TCP、UDP、ICMP和IGMP等其他协议都是以IP协议为基础的。IP的特点如下：（1）IP协议是一种不可靠、无连接的数据报传送协议。（2）IP协议是点对点的网络层通信协议。（3）IP协议向通信层隐藏了物理网络的差异三、课

3、程设计主要思路分析1. 课程设计中的重点及难点（1）程序中会用到 Winpcap. Winpcap 是 Windows packet capture 的缩写， 这是UNIX下的lipbcap移植到 Windows下的产物，是Win32环境下数据包捕 获的开放代码函数库。Winpcap由内核级的数据包过滤器,底层动态链接库（packet.dll ）和一个高层的独立于系统的库（wpcap.dll ）组成。Winpcap提供以下功能：1） 捕获原始数据报，包括共享网络上各主机发送/接收的数据报以及各主机之 间交换的数据报。2） 在数据报发往应用程序之前，按照自定义的规则过滤某些特殊的数据报。3）将用

4、户构造的数据报发送到网络中。4）统计网络的流量。墙1)2)3)4)Winpcap的主要功能在于独立于主机协议（如TCP/IP）发送和接收原始数据报 也就是说,Winpcap不能阻塞、过滤或控制其他应用程序数据报的收发,它只 是监听共享网络上传送的数据报。因此，它不能用于QoS调度程序或个人防火基于Winpcap的应用程序一般按照下面几个步骤编写：获取网络设备列表。选择网卡并打开。当捕获数据包时，可能需要设置过滤器。捕获数据包或者发送数据包。Packet.dll相关数据结构 typedef struct_ADAPTER ADAPTER / 描述一个网络适配器typedef struct_PACK

5、ET PACKET具 /描述一组网络数据报的结构typedef struct NetType NetType/描述网络类型的数据结构typedef struct npf_if_addr npf_if_addr /描述一个网络适配器的 IP 地址struct bpf_hdr/数据报头部struct bpf_stat/当前捕获数据报(2) 列出网卡列表，让用户选择可用的网卡。(3) 注意过滤器的使用，只需捕获IP所，别的包都需过滤掉。2. 参考算法(1) 取得当前网络设备列表(在标准输出上显示，以让用户进行选择)。(2) 将用户选择的Ethernet卡以混杂模式打开，以接收到所有的数据包。(3)

6、设置过滤器，此处的过滤器fP”。(4) 捕获IP包并按包的源地址进行统计(用链表结构进行实现)。程序流程如图1-1所示：四、设计流程图五、运行结果:获取网卡列表选取Ethermet网卡打开网卡（混杂模式）编译设置过滤器捕获IP包将IP包源地址加入链表输出链表内容图1-1程序流程图安装好 Win Pcap软件，在VC+界面上点击工具- 选项- 目录。添加In elude文件夹下的所有文件和Lib下的所有内容，调试完程序无误后，点击开始一 运行Cmd”进入目标文件夹Debug下运行IPI.EXE文件并加入参数2 bl.txt。此时程序会检测电脑系统中的网卡数，然后选择程序运行时的网络接口 ，耐心等

7、待两分钟后就会得到程序的运行结果C: MJsei*sMldrtin istratoi*xDcsktopwijnpcapDehugf1 11：xJeuiceNPF_3CD9&9DD-D2B6-4E?3-B10C-B06EB36370F7 Realtek PCIe CBECortAo IlerJEnt亡片 thenuniJbEitl-j.：图1-2系统中网络接口数Enter tlie Interface nuiil)eF ：11 iseninonRealtek PCle GBE Fan! If Con trollerIP Stat iic : 图1-3选择第一个网络接口tnter thennber

8、：1listening onReALt&k PCIb GDE Family Ointvollei.IlF Statistic = CliTiiiniutesSour IF pachet inunbers18.10.134.7L2814122.227-135.1472497222.20B_105.1212321?.239.26-1272519.12.33.16524?222.200-193.24?410.10-198-1451910.10.137-1466L2B.33.32.1?62114.83.166.?510?10.12.113.204C10.1U.134.&1213.10.134-7012

9、18.18.31.134210.10.3.661110.10.4.10210.1B,1G6_2091010.10.134.656图1-4 1分钟之后捕获的ip地址和数据包六、总结:通过本次计算机网络课程设计，我更加充分的理解了课本上的知识，并能够加以扩展从而应用于实践当中，这几天的课程设计令我受益匪浅，我意识到我们所学的东西将来都是要付诸实践的，所以一切要从实际情况出发，理论联系实际，这样才能真正发挥我们所具备的能力。这次计算机网络课程设计历时二个星期，在整整十多天的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过

10、的知识。以前对于编程工具的使用还处于一知半解的状态上，但是经过一段上机的实践 ，对于怎么去排错、查错，怎么去看每一步的运行结 果。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处 ，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。这次课程设计终于顺利完成了 ，在设计中遇到了很多编程问题，最后在老师的辛勤指导下，终于游

11、逆而解。同时，在老师的身上我学得到很多实用的知识，在次我表示感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！参考文献1 吴功宜 胡晓英计算机网课程设计 北京:机械工业出版社，2007.12.2 张荛学 郭国强计算机网络与In ternet教程（第二版）北京清华大学出版社 2006.11.3 王春晓 赵艳标.计算机网络教程 北京:机械工业出版社,2005.08.4 张仁 何云.计算机网络课程设计指导 北京:清华大学出版社2006.05.源代码:/主程序#i nclude #i nclude #in clude vfstream.h#i nclude #i nclude #in

12、 clude vconi o.h#in clude pcap.h#include IPNodeList.h#pragma comme nt(lib,Wpcap.lib)#pragma comme nt(lib,Ws2_32.lib)/IP包的头部包括struct ip_header/版本号（4位）+头部长度（4位）/服务类型/总长度/标识un sig ned char ver_ihl;un sig ned char tos;un sig ned short tle n;unsigned short identification;un sig ned short flags_fo;/标志+片偏移

13、un sig ned char tll;un sig ned char proto;un sig ned short crc;DWORD saddr;DWORD daddr;un sig ned int op_pad;class IPNodeprivate:long m_IIPAddress;long m_ICo unt;public:IPNode *pNext;/构造函数IPNode(lo ng sourceIP)mIPAddress=sourcelP;mCou nt=1;/数据包个数加1/生存时间/协议/校验码/源地址/目的地址/选项+填充/IP地址/发送数据包数/指向下一个IP结点/初始

14、化数据包个数为1void addCo un t()m_ICo un t+;/返回数据包个数long getCo un t()return mCount;/返回IP地址long getlPAddress()return m_IIPAddress;；/结点链表class NodeListIPNode *pHead;IPNode *pTail;public:NodeList()pHead=pTail=NULL;NodeList()if(pHead!=NULL)IPNode *pTemp=pHead; pHead=pHead-pNext;delete pTemp;/IP结点加入链表void addNo

15、de(l ong sourceIP)if(pHead=NULL)/当链表为空时pTail=new IPNode(sourceIP); pHead=pTail;pTail-pNext=NULL;else/不为空时for(IPNode *pTemp=pHead;pTemp;pTemp=pTemp-pNext) /如果链表中存在此IP发送数据包个数加1if(pTemp-getlPAddress()=sourcelP)pTemp-addCo un t();break;/如果链表中没有此IP则加入链表if(pTemp=NULL)pTail-pNext=new IPNode(sourceIP);pTail

16、=pTail-pNext;pTail-pNext=NULL;/输出IP结点，即IP地址和其他送的IP包的个数ostream & prin t(ostream & out)for(IPNode *pTemp=pHead;pTemp;pTemp=pTemp-pNext)long ITemp=pTemp-getlPAddress(); outi net_ntoa(*(in_addr*)&( ITemp)t; outpTemp-getCo un t()e ndl;return out;void main (i nt argc,char *argv)if (argc!=3)/判断是否正确coutvUsa

17、ge:IPStatistic time logfilee ndl; coutPress any key to con ti nu e.e ndl; _getch();return;double min=atof(argv1);pcap_if_t *alldevs;/ 网络设备结构pcap_t *fp;pcap_if_t *d,*head=NULL;/网卡描述char errbufPCAP_ERRBUF_SIZE; / 错误信息unsigned int netmask;/ 子网掩码char packet_filter=ip;/ 过滤，选择 IP 协议struct bpf_program fcod

18、e;struct pcap_pkthdr *header;const un sig ned char *pkt_data;/获取网络设备列表if(pcap_fi ndalldevs(& alldevs,errbuf) = -1)coutError in pcap_fi ndalldevs:verrbuf;return;int i=1;/网卡数if(i=0)/ 无设备cout=1)int j=0;for(d=alldevs;d;d=d-next)/列出网卡列表，让用户进行选择coutv+jvv:vn ame;if(d-descripti on)cout descripti onen dl;cou

19、t k;if(kj)coutout of ran gee ndl;return;for(d=alldevs,i=1;inext,i+);/ 找到选择的网卡head=d;/以混杂模式方式打开网卡if(fp=pcap_open_live(head- name,1000,1,1000,errbuf)=NULL)coutnUn able to ope n the adapter.addresses!=NULL)n etmask=(structsockaddr_i n*)(head-addresses-n etmask)-s in _addr.S_ un. S_addr;else/没有地址则假设为C类地址n etmask=OxFFFFFFOO;/编译过滤器if(pcap_compile(fp, &fcode,packet_filter,1, netmask)0)coutnUn able to compile the packet filter.Che