網(wǎng)絡(luò)協(xié)議編程課程設(shè)計(jì).doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除網(wǎng)絡(luò)協(xié)議編程課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師： 學(xué)生班級(jí)： 網(wǎng)絡(luò)10802 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 班內(nèi)序號(hào)： 21 課設(shè)日期：2011/7/52011/7/12 目 錄一、課程設(shè)計(jì)目的與任務(wù)3二、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求31、RAW模式的SOCKET編程32、具體內(nèi)容3三、需求分析4四、總體設(shè)計(jì)（流程圖）5五、詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)6六、實(shí)現(xiàn)結(jié)果及結(jié)果分析11七、使用說(shuō)明14八、課設(shè)小結(jié)14一、課程設(shè)計(jì)目的與任務(wù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議編程課程設(shè)計(jì)是學(xué)習(xí)TCP/IP協(xié)議分析課程后的一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生進(jìn)行的一次較為全面的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析應(yīng)用程序設(shè)計(jì)訓(xùn)練。其基本目的是：（1）培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際分析和解決網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中基本問(wèn)題的能力，從而使基礎(chǔ)理論知識(shí)得到鞏固和加深。（2）訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用軟件工程的原理、方法和工具完整地設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，歷練軟件工程常規(guī)設(shè)計(jì)過(guò)程和基本方法。為將來(lái)的實(shí)際應(yīng)用開(kāi)發(fā)打好基礎(chǔ)。（3）深層次掌握TCP/IP協(xié)議的基本原理與數(shù)據(jù)格式。（4）熟悉并掌握網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議Socket編程的方法。 二、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1、RAW模式的SOCKET編程PING程序是面向用戶(hù)的應(yīng)用程序，該程序使用ICMP的封裝機(jī)制，通過(guò)IP協(xié)議來(lái)工作為了實(shí)現(xiàn)直接對(duì)IP和ICMP包進(jìn)行操作，實(shí)驗(yàn)中使用RAW模式的SOCKET編程。熟悉SOCKET的編程，包括基本的系統(tǒng)調(diào)用如SOCKET、BIND等。2、具體內(nèi)容1) 定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)需要定義好IP數(shù)據(jù)報(bào)、ICMP包等相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2) 程序?qū)崿F(xiàn)在WINDOWS環(huán)境下實(shí)現(xiàn)PING程序3) 程序要求在窗體文本框中輸入： PING .其中為目的主機(jī)的IP地址，不要求支持域名，對(duì)是否帶有開(kāi)關(guān)變量也不做要求。不帶開(kāi)關(guān)變量時(shí)，要求返回4次響應(yīng)。返回信息顯示在窗體上： REPLY FROM .或 REQUEST TimeOut (無(wú)法PING通的情況) （3）實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)1、 熟悉IP以及ICMP協(xié)議的工作機(jī)制2、 熟悉RAW模式的SOCKET編程3、 編寫(xiě)PING的實(shí)現(xiàn)程序4、 編譯環(huán)境中需要包括SOCKET庫(kù) WS2_32.lib5、 在模擬實(shí)現(xiàn)環(huán)境下調(diào)試并運(yùn)行自己編寫(xiě)的PING程序三、需求分析在帶界面的PING程序中最基本的需要是用以輸入IP的文本框，顯示reply的文本框和幾個(gè)基本按鈕。這個(gè)要事先知道在PING .后的reply要返回哪些內(nèi)容，上面已經(jīng)要求返回4次響應(yīng)，每次相應(yīng)的reply就以我們平時(shí)在doc下ping的結(jié)果為模板REPLY FROM .：Bytes=XX TTL=XXX Time=XXms.雖然要求為目的主機(jī)的IP地址，不要求支持域名但域名的轉(zhuǎn)換還是蠻簡(jiǎn)單的固定代碼就加上去了。也添加了兩個(gè)清空的按鈕以便于用戶(hù)使用。四、總體設(shè)計(jì)（流程圖）A ping B結(jié) 束將ICMP封裝到IP數(shù)據(jù)報(bào)中并發(fā)送給B計(jì)算校驗(yàn)和、獲取ip封裝ICMP接受B的回復(fù)判斷接受字節(jié)數(shù)是否為0解析收到的報(bào)文核實(shí)收到的ID號(hào)和發(fā)送的是否一致丟棄返回目地IP、字節(jié)數(shù)、TTL值、時(shí)間戳是否不一致一致五、詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)1.用vc新建一個(gè)MFC對(duì)話框工程，從控件中拖入靜態(tài)文本右擊屬性修改id和標(biāo)題，類(lèi)似的再拖入其他的編輯框和按鈕，在顯示reply的編輯框的屬性中要勾選只讀，這樣既可以無(wú)法修改reply又可以節(jié)省復(fù)制粘貼的代碼。在界面大致完成的時(shí)候界面如下： 圖一：完成界面結(jié)構(gòu)因?yàn)槟J(rèn)的是白色所以在Initlnstance()中添加SetDialogBkColor (RGB (128, 184, 223), RGB ( 0, 0 , 150 ) );使得界面的背景色變?yōu)樗{(lán)色。 圖二：改變背景BOOL CPingApp:InitInstance()SetDialogBkColor (RGB (128, 184, 223), RGB ( 0, 0 , 150 ) );覺(jué)得通用的.ico圖片不是我想要的便換了一張。在此時(shí)運(yùn)行得到的界面效果是： 圖三：沒(méi)有任何的功能的藍(lán)色界面效果2.接下來(lái)就是在.cpp文件中添加相應(yīng)的代碼以實(shí)現(xiàn)老師和自己的要求。首先是定義ip和icmp 的首部，這些代碼是固定的所以直接復(fù)制粘貼了。typedef struct ip_hdr /定義IP首部 unsigned char h_verlen; /4位首部長(zhǎng)度,4位IP版本號(hào) unsigned char tos; /8位服務(wù)類(lèi)型TOS unsigned short total_len; /16位總長(zhǎng)度（字節(jié)） unsigned short ident; /16位標(biāo)識(shí) unsigned short frag_and_flags;/3位標(biāo)志位 unsigned char ttl; /8位生存時(shí)間 TTL unsigned char proto; /8位協(xié)議 (TCP, UDP 或其他) unsigned short checksum; /16位IP首部校驗(yàn)和 unsigned int sourceIP; /32位源IP地址 unsigned int destIP; /32位目的IP地址 IP_HEADER; typedef struct icmp_hdr BYTE i_type; / ICMP報(bào)文類(lèi)型 BYTE i_code; / ICMP代碼 USHORT i_cksum; / 校驗(yàn)和 USHORT i_id; / 標(biāo)志符 USHORT i_seq; / 序號(hào) ULONG timestamp; / 時(shí)間戳 ICMP_HEADER;3.初始化void CPingDlg:OnPing() /初始化/ TODO: Add your control notification handler code hereint rect; WSADATA WSAData; if (WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &WSAData) != 0 ) printf (WSAStartup Error!n); /如果初始化不成功則報(bào)錯(cuò)exit(0); SOCKET sock4; for(int i=0; i h_addr_list0); ICMP_HEADER icmpHeader; SOCKADDR_IN addr_in,addr_from; char recvbuf1024; socki= socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_ICMP); int nTimeOut = 1000; /超時(shí)毫秒/設(shè)置發(fā)送超時(shí)和接收超時(shí)setsockopt(socki, SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO, (char*)&nTimeOut, sizeof(nTimeOut); setsockopt(socki, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, (char*)&nTimeOut, sizeof(nTimeOut); memset(&addr_in, 0, sizeof(addr_in); addr_in.sin_family = AF_INET; /為網(wǎng)絡(luò)地址類(lèi)型,一般為AF_INETaddr_in.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr(ip); /IP/設(shè)置數(shù)據(jù)報(bào)頭memset(&icmpHeader, 0, sizeof(icmpHeader); icmpHeader.i_type = 8; icmpHeader.i_code = 0; icmpHeader.i_cksum = 0; icmpHeader.i_id = (USHORT)GetCurrentProcessId(); icmpHeader.i_seq = 0; icmpHeader.timestamp = GetTickCount(); icmpHeader.i_cksum = checksum(USHORT*)&icmpHeader, sizeof(icmpHeader); /發(fā)送一個(gè)icmpHeaderrect = sendto(socki, (char*)&icmpHeader, sizeof(icmpHeader), 0, (sockaddr*)&addr_in, sizeof(addr_in); int addr_from_len; addr_from_len = sizeof(addr_from); /接收的數(shù)據(jù)報(bào)為IP頭+ICMP頭rect = recvfrom(socki, recvbuf, sizeof(recvbuf), 0, (sockaddr*)&addr_from, &addr_from_len);/rect為接收的字節(jié)數(shù) if(rect0)/正確就調(diào)用DecodeHeader輸出DecodeHeader(recvbuf, rect); else CString reply=REQUEST TimeOut!;SetDlgItemText(IDC_REPLY,reply);closesocket(socki); WSACleanup(); 用于初始化各個(gè)全局變量，為全局變量賦初始值；初始化，加載庫(kù)。定義一個(gè)Cstring reply用以輸出。例如當(dāng)超時(shí)時(shí)便輸出REQUEST TimeOut!CString reply=REQUEST TimeOut!;SetDlgItemText(IDC_REPLY,reply);域名轉(zhuǎn)換：hostent *hp=gethostbyname(ip);/域名轉(zhuǎn)換成IPif(hp!=NULL)ip=inet_ntoa(*(struct in_addr*)hp- h_addr_list0); 4.在CDlg中添加函數(shù)USHORT CPingDlg:checksum(USHORT *buffer, int size) 圖四：添加cheksum()函數(shù)checksum()函數(shù)用于計(jì)算校驗(yàn)和。計(jì)算過(guò)程是首先把數(shù)據(jù)報(bào)頭中的校驗(yàn)和字段設(shè)置為0，然后對(duì)首部中每個(gè)16bit 進(jìn)行二字段進(jìn)制反碼求和（整個(gè)首部看成是由一串16bit的字組成），結(jié)果存在校驗(yàn)和字段中。其中buffer 用于存放ICMP數(shù)據(jù)，size表示ICMP報(bào)文大小。USHORT CPingDlg:checksum(USHORT *buffer, int size)unsigned long cksum=0; while(size 1) cksum+=*buffer+; size -=sizeof(USHORT); if(size ) /若size為奇數(shù) cksum += *(UCHAR*)buffer; cksum = (cksum 16) + (cksum & 0xffff); cksum += (cksum 16); return (USHORT)(cksum); 5.添加函數(shù)void CPingDlg:DecodeHeader(char *buf, int len)解讀報(bào)頭函數(shù)在初始化中if(rect0)DecodeHeader(recvbuf, rect); 即正確時(shí)就調(diào)用DecodeHeader輸出 if (icmpHeader-i_id != (USHORT)GetCurrentProcessId() /核實(shí)收到的ID號(hào)和發(fā)送的是否一致 printf(someone elses packet!n);return; CString reply;reply.Format(Reply from %s: Bytes= %d TTL = %d Time= %d ms.rn, inet_ntoa(addr), len, ipHeader-ttl, Time1-icmpHeader-timestamp);m_reply+=reply;SetDlgItemText(IDC_REPLY,m_reply+ping is complete!);/Sleep(500);6.添加自己加上去的小函數(shù)重置：因?yàn)檩斎雐p/域名的id設(shè)為了IDC_IP所以GetDlgItem(IDC_IP)-SetWindowText();便可以實(shí)現(xiàn)重置ip/域名六、實(shí)現(xiàn)結(jié)果及結(jié)果分析在運(yùn)行后產(chǎn)生.exe文件雙擊此文件便可運(yùn)行。1.用本機(jī)測(cè)試： Ping TTL即為生存值，每經(jīng)過(guò)一個(gè)路由器值便減少1，因?yàn)闉楸緳C(jī)所以沒(méi)有經(jīng)過(guò)任何一個(gè)路由器，故為最大值128，Time為時(shí)間戳，在本機(jī)變?yōu)?.2.在斷網(wǎng)時(shí)無(wú)法訪問(wèn)百度故拋出異常 Ping 3.聯(lián)網(wǎng)時(shí) Ping 要訪問(wèn)百度用的是域名，先經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換為ip。因?yàn)樵L問(wèn)百度必然是要經(jīng)過(guò)路由器所以TTL值小于128，時(shí)間戳也會(huì)不一樣。4.重置 當(dāng)不想ping這個(gè)ip或者域名時(shí)單擊這個(gè)“重置”按鈕。七、使用說(shuō)明直接在“ip/域名：”后面的編輯框中輸入ip或者域名，點(diǎn)擊“ping”按鈕即可在下面只讀的藍(lán)色編輯框中顯示回復(fù)的信息。如果不想ping某一個(gè)ip或者域名可以點(diǎn)擊“重置”鍵可再次輸入ip或者域名。因?yàn)榍蹇真I（clear）的設(shè)置問(wèn)題貌似是實(shí)現(xiàn)了清空但在沒(méi)有關(guān)閉的情況下上一次的顯示結(jié)果在下一次還是會(huì)再次顯示。八、課設(shè)小結(jié) TCP/IP這門(mén)課