发送Ethernet+ARP数据包

1、计算机网络课程设计实验报告题目 发送Ethernet ARP包学院数理与信息工程学院专业计算机科学与技术班级计科101学 号201059225101学生姓名 王立娟同组成员 潘明越、曾兵、田胜杰、宋炼杰、陈坦、韦国挺指导教师 郭步编写日期 2012-6-30目录一、程设计的目的和意义 2二、 设计的内容和要求 2三、 设计的相关技术 33.1 ARP协议及工作原理 33.2 ARP的分组格式 33.3工作原理43.4 ARP包的填充 6四、程设计过程 64.1流程图 74.2源程序 84.3运行结果 18五、课程设计小结 19六、参考文献 19一、程设计的目的和意义IP地址将不同的物理地址统一

2、起来，从而将物理地址隐藏起来，上层软件 使用IP地址标识结点。但是。两台计算机只有在知道彼此的物理地址时才能进 行通信。IP数据包常通过Ethernet发送。Ethernet设备并不识别32位IP地址，它 们是以48位MAC地址传输Ethernet数据包的。因此，IP驱动器必须把IP目的 地址转换成Ethernet网络目的地址。这两种地址之间存在着某种静态的或动态 的映射，通常需要查看一张表来进行这种映射。这种地址协议（ARP就是用来确定这些映象的协议。ARP工作时，送出一个所希望的IP地址的Ethernet广播数据包。目的地主 机以一个含有IP和Ethernet地址对的数据包作为应答。发送者

3、将这个地址对高 速缓存起来，以节约不必要的 ARPS信。本课程设计的目的是进一步熟悉 ARPft、议的帧结构以及它的运行过程。二、设计的内容和要求2.1基本要求本次课程设计的基本要求是在熟悉 ARP协议并了解Winpcap编程，或者下载 JAVA类：jpcap包构造ARP包，选择并打开网卡，将 ARP包发送。1）命令行格式：arpse nd src_ip src_mac dst_ip dst_mac flag其中arpsend作为程序名。各参数意义：src_ip:源 IP 地址。src_mac: 源 MAC地址。dst_ip:目的IP地址。dst_mac:目的 MAC地址。Flag : 0表示

4、ARP青求;1表示ARP应答。例如：arpse nd FA:01:02:03:04:05 0D:E1:02:03:B4:0612）输出：Send OK3）程序的正确性的检验。可以安装一个截包软件，如Iris,运行该软件以查看能否收到程序发出的ARP包，并检查包中个字段填充的内容（如各地址， 协议类 型）是否正确。错误！未指定书签。2. 2系统开发语言及环境的选择操作系统：Win dows XP Professio nal运行环境：Microsoft Visual C+ 6.0开发语言：C语言，C+等三、设计的相关技术3.1 ARP协议及工作原理ARF

5、协议是“ Address Resolution Protocol ”（地址解析协议）的缩写。在 局域网中，网络中实际传输的是“帧”，帧里面是有目标主机的 MAC地址的。在 以太网中，一个主机要和另一个主机进行直接通信，必须要知道目标主机的MAC地址。但这个目标 MAC地址是如何获得的呢？它就是通过地址解析协议获得的。所谓“地址解析”就是主机在发送帧前将目标 IP地址转换成目标MAC地址的过 程。ARP协议的基本功能就是通过目标设备的 IP地址，查询目标设备的 MACM 址，以保证通信的顺利进行。ARP的基本运行过程是：1）主机A希望发送数据分组给主机B,但不知道B的物理地址。2）A发送广播报文

6、，要求B主机用它的物理地址来响应。3）网站上所有主机都接收到这个分组。4）B识别出自己的IP地址，发送应答报文，告诉 A自己的物理地址。3. 2 ARP的分组格式物理帧头（14B）ARP帧结构（28B）填充数据（18B）CRC(4B)图一 ARP分组格式目的 MAC (6B)源 MAC(6B)类型（2B）图2 物理帧头08162431 (位)硬件类型(Ethernet : 0x1)上层协议类型（IP : 0x0800）硬件地址长度（0x6）IP地址长度（0x4）操作（请求：0x1 ；应答：0x2）源MAC地址源MAC地址源IP地址源IP地址目的MAC地址目的MAC地址目的IP地址图3 ARP帧

7、结构3.3工作原理：源主机在传输数据前，首先要对初始数据进行封装，在该过程中会把目的主 机的IP地址和MAC地址封装进去。在通信的最初阶段，我们能够知道目的主机 的IP地址，而MAC地址却是未知的。这时如果目的主机和源主机在同一个网段 内，源主机会以第二层广播的方式发送 ARP请求报文。ARP请求报文中含有源主 机的IP地址和MAC地址，以及目的主机的IP地址。当该报文通过广播方式到达 目的 主机时，目的主机会响应该请求，并返回 ARP响应报文，从而源主机可以 获取目的主机的MAC地址，同样目的主机也能够获得源主机的 MAC地址。如果目 的主机和源主机地址不在同一个网段内，源主机发出的IP数据

8、包会送到交换机的默认网关，而默认网关的MAC地址同样可以通过 ARP协议获取。经过ARP协议 解析IP地址之后，主机会在缓存中保存IP地址和MAC地址的映射条目，此后再 进行数据交换时只要从缓存中读取映射条目即可。ARP协议工作原理详见图4.图4网段内ARP工作原理关于ARF的功能，仅限于在没有安全防护的网络里。1）如果有多个用户都在同一个网关上网，那么若要禁止机器 A上网，应该 怎么做呢？就是让A得不到正确的网关的ARP央射。可以米取如下措施：伪装成 网关，给机器A发送ARP包，该ARP的发送方为网关的IP，而MAC部分随便填 一个地址；接收方正确填写 A的相关信息。2）基于ARP欺骗的监听

9、。如果某台计算机 C和计算机A B位于同一个局域 网内，那么如何监听 A和B间的通信呢？很简单，对 A说“我是B”在对B说“我是A”具体的操作如下：给A发送一个伪造的ARP回应包，告诉A，B的IP 对应的MAC为C的MAC地址，于是A就会相应地刷新自己的 ARP缓存，将发给B 的数据都发送到主机C上来。当然，因为ARP缓存是动态的，有超时时间，所以 必须每隔一段时间就给 A发送一个ARP回应包。为了不让B发现，我们还要对每 次接受到的数据包进行转发。这样就监听了 A发送给B的信息。如果想监听B发 送给A的信息，方法类似。3. 4 ARP包的填充将命令行的参数作适当的转换后填到 ARP分组结构的

10、各字段中即可。要注意的是，填充请求包时。因为包要在 Ethernet上广播，所以，物理帧头 的“目的MAC字段要填充为FFFFFFFFFFF；而ARP帧结构中的目的MAC可填充 为任意值，因为它此时不起作用。“填充数据”字段要填充为0。四、程设计过程4.1流程图N命令行参数 =6 ?Y定义ARP包结构并初始化r开始Flag=O ?ARP请求，填充DLC头中目的MAC （广播，全F）及Flag进入发送ARP包函数NNY分配及初始化发送包结构获取网卡列表?选择网卡打开?发送包成功?Y释放包结构ARP请求，填充 DLC头中目的 MAC及Flag1填充DLC的其他字段及ARP头的各字段关闭网卡结束图5

11、程序流程图4.2源程序#in elude #in elude #in elude #in elude #in elude #in elude #i nclude #pragma eomme nt(lib,ws2_32.lib)/ DLC 头typedef struct DLCHeaderun sig ned charDesMAC6;un sig ned charSrcMAC6;un sig ned shortEthertype; DLCHEADER;/ ARP 桢typedef struct ARPFrameHW_Type;Prot_Type;HW_Addr_Le n;Prot_Addr_Le

12、 n;Flag;Se nd_HW_Addr6;Sen d_Prot_Addr4;Targ HW Addr6;un sig ned shortun sig ned shortun sig ned charun sig ned charun sig ned shortun sig ned charun sig ned charun sig ned charun sig ned charTarg_Prot_Addr4;un sig ned charpaddi ng18; ARPFRAME;/ ARP 包=DLC头 +ARP桢typedef struct ARPPacketDLCHeader dlcH

13、eader;ARPFrame arpFrame;*PARPPACKET;ARPPacket ARPPACKET;II源文件.cpp#in clude #in clude II#i nclude h.hint tran sIP(char *,un sig ned char *);int tran sMAC(char *,un sig ned char *); LPADAPTER IpAdapter;LPPACKET IpPacket;bool Sen d();void main (i nt argc,char *argv)if(argc!=6)cout输入格式错误endl;return;int

14、i=0;memset(&ARPPACKET, 0, sizeof(ARPPACKET);if(*argv =0)for(i=0;i6;i+)ARPPACKET.dlcHeader.DesMACi=0xff;ARPPACKET.arpFrame.Flag=(u nsig ned short)1;elseif(*argv5=1)/ 填充DLC头中目的 MAC地址if(!tra nsMAC(argv4,ARPPACKET.dlcHeader.DesMAC) return;/ARP 桢中flag位置2ARPPACKET.arpFrame.Flag=(u nsig ned short)0x0200;el

15、secoutflag位输入错误endl;if(!tra nsMAC(argv2,ARPPACKET.dlcHeader.SrcMAC)return;II填充DLC头中桢类型ARPPACKET.dlcHeader.Ethertype=hto ns(u nsig ned short)0x0608);ARPPACKET.arpFrame.HW_Type=(u nsig ned short)0x0100;/(Ethernet 类型)ARPPACKET.arpFrame.Prot_Type=(u nsig ned short)0x0008;ARPPACKET.arpFrame.HW_Addr_Le n=

16、(u nsig ned char)6;ARPPACKET.arpFrame.Prot_Addr_Le n=(u nsig ned char)4;if(!tra nsMAC(argv2,ARPPACKET.arpFrame.Se nd_HW_Addr)return;if(!tra nslP(argv1,ARPPACKET.arpFrame.Se nd_Prot_Addr)return;if(!tra nsMAC(argv4,ARPPACKET.arpFrame.Targ_HW_Addr)return;if(!tra nslP(argv3,ARPPACKET.arpFrame.Targ_Prot_

17、Addr)return;for(i=0;i18;i+)ARPPACKET.arpFrame.paddi ngi=O;if(!Se nd()cout 发送 arp 包失败endl;int tran slP(char *argv, un sig ned char *a)char ip16;int i=O,j=O,k=O;strcpy(ip,argv);int m=strle n( argv);for(i=0;im;i+)/判断命令行输入的IP格式是否正确if(ipi9) &ipi!=.)cout输入 ip:argv格式错误3)cout 输入 ip:argv格式错误3)cout 输入 ip:argv

18、格式错误endl;return 0;j=0;for(i=0;i4;i+)/填充 IP 地址while(*(ip+j)9)j+;ai=(un sig ned char)atoi(ip+j);while(*(ip+j)=0&*(ip+j)=9)j+;return 1;int tran sMAC(char *argv, un sig ned char *b)char mac18;int i=O,j=O,k=O;strcpy(mac,argv);int m=strle n( argv);for(i=0;im;i+)/判断命令行输入的MAC地址是否正确if(maci:&maciZ&maciZ)cout

19、输入 mac:argv格式错误2)cout 输入 macargv格式错误5)cout 输入 macargv格式错误endl;return 0;for(i=0;i=0&*(mac+j)=a&*(mac+j)=A&*(mac+j)=0&*(mac+j)=a&*(mac+j)=A&*(mac+j)= 0x80000000 & dwWi ndowsMajorVersio n =4)/Win dows NT/ 获取UNICODE码网卡名列表if(PacketGetAd apterNames(AdapterNameU,&AdapterUle ngth)=FALSE)cout 无法得到网卡列表!e ndl;

20、return FALSE;/将第一个网卡名转为 ASCII码un sig ned short *pAdapterName=(un sig ned short *)AdapterNameU;for(un sig ned i=0;iAdapterAle ngth;i+)if(AdapterNameAi=(char)pAdapterNamei)=0)break;else/Win dows 9x/ 获取ASCII码网卡名列表if(PacketGetAdapterNames(AdapterNameA，&AdapterAle ngth)=FALSE)cout无法得到网卡列表!hFile=INVALID_H

21、ANDLE_VALUE)cout无法打开网卡，错误码：GetLastError()e ndl;return FALSE;/发送帧LPPACKET lpPacket; /分配发送包结构if(l pPacket=PacketAllocatePacket()!=NULL)/初始化发送包结构PacketI nitPacket(lpPacket，&ARPPACKET,sizeof(ARPPACKET);/每次只发送一个包PacketSetNumWrites(lpAdapter,1);/ 发送包if(PacketSe ndPacket(lpAdapter,lpPacket,true)=1)coutse n

22、d oke ndl;elsecout发送包失败endl;PacketFreePacket(lpPacket); /释放发送包结构 elsecout分配发送包LPPACKE结构失败！0000000000000000000000000000000000B Address Resolution Protocol reply)Hardware type: Ethernet (0x0001)Protocol type: IP (0x0800)Hardh!re size: 6Protocol size:opcode: reply (ojcomz)is gratuitous: Fal$esender mac

23、 addrz器 11:12:13：14：15：ie U1:12；13：14 ：15：1Osender ip addri： 1 172.16,0,11)Target MAC address: 21:22:?3:2J:25:2C (21:22:23:24 :25:26)Target IP address: 172.1 &0.12 (172.16. 0.12j00000010002000302 2 oo1 11 o1 1 co11 ao6 2 6-02 0 205 0 502 0 204 H4 o2 S2-O3 6 302 0 202 0 202 0 201 fl 1 o2 0 20I b o ooo ooo Doo6 0- o 1 o SCOo ao6 6