一.课程设计应达到的目的
（1）使学生掌握网络通信协议的基本工作原理；
（2）培养学生基本掌握网络编程的基本思路和方法；
（3）能提高学生对所学计算机网络理论知识的理解能力；
（4）能提高和挖掘学生对所学知识的实际应用能力和创新能力；
（5）提高学生的科技论文写作能力。
二.课程设计题目及要求
IP数据包捕获与解析的设计。
设计任务：
（1）掌握IP数据包的工作原理与报头设计的相关字段
（2）理解IP包的版本、头长度、服务类型、数据包总长度、数据包标识、分段标志、分段偏移量、生存时间、上层协议类型、头校验合、源IP地址和目的IP地址等内容。
设计内容：根据IP数据包的标准格式，编写程序捕获IP数据包并进行解析，并将解析后各IP包的头部与数据字段写入输出文件。数据字段的值从捕获的文件中获取。为了获取网络中的IP数据包，可以采用Winsock的数据库查询函数gethostname()和gethostbyname()解决，捕获IP数据包并解析IP地址等内容。
三.课程设计思想
IP数据报的格式说明：
IP数据包格式包含了标头固定部分，标头可变部分和数据区三部分。IP数据报标头部分固定为20个字节，其中包含了12个参数域，各参数域隐含着网间协议的传输机制。IP具体的标头格式如图1所示。
各参数域的具体含义如下：
1)版本号：长度4位，表示所使用的IP协议的版本。IPv4版本号字段值为4；IPV6
版本号字段号的值为6.
2)标头长：长度4位，定义了一个以4B为一个单位的IP包的报头长度
3)服务类型：共8位，高3位组成优先级子域，随后4位组成服务类型子域。
4)数据报总长度：总长度为2B（即6位）。定义了以字节为单位的数据报的总长度。
5)重装标识：长度16位，用于识别IP数据报的编号，让目的主机判断新来的数据属
于哪个分组。
6)分片标识：共3位，最高位为0；DF禁止分片标识。DF=0，可以分片；DF=1，不能
分片。MF:分片标识。MF=0，表示接的是最后一个分片；MF=1，不是最后一个分片。
7)片偏移值：共13位，说明分片在整个数据报中的相对位置。
8)生存周期：8位，用来设置数据数据报在整个网络传输过程中的寿命。常以一个数
据报可以经过的最多的路由器跳步数来控制。
9)协议类型：共8位，表示该IP数据报的高层协议类型。
10)标头校验和：共16位，用于存放检查报头错误的校验码。
11)源、宿主机地址：共32位，分别表示发送和接受数据报的源主机和宿主机的IP地
址。
12)选项数据域：0-40B，用于控制和测试。
IP数据包的格式为：
4位版本4位首部长
度
8位服务类型(TOS)16位总长度(字节为单位) 16位标识3位标志13位片偏移
8位生存时间(TTL)8位协议16位首部检验和
32位源IP地址
32位目的IP地址
IP数据包的C++定义：
typedef struct _IP
{
union
{
BYTE Version; // 版本
BYTE HdrLen;//IHT
};
BYTE ServiceType; // 服务类型
WORD TotalLen; // 总长
WORD ID; // 标识
union
{
WORD Flags; // 标志
WORD FragOff; // 分段偏移
};
BYTE TimeToLive; // 生命期
BYTE Protocol; // 协议
WORD HdrChksum; // 头校验和
DWORD SrcAddr; // 源地址
DWORD DstAddr; // 目的地址
BYTE Options; // 选项
} IP;
套接字的使用：
本程序使用套接字socket编程，将网卡设为能够接受流经网卡的所有类型的数据包。首先，初始化套接字，然后监听数据包，解析数据包。
SOCKET sock=socket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP)用来创建套接字，其参数为通信发生的区字段和套接字的类型。
WSAIoctl(sock , IO_RCVALL ,&dwBufferInLen , sizeof(dwBufferInLen)函数用来把网卡设置为混杂模式。
recv(sock,buffer,65535,0)函数用来接收经过的IP包，其参数分别是套接字描述符，缓冲区的地址，缓冲区的大小。
四.课程设计流程图
五．部分程序设计的分析
1、使用原始套接字
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=WSASoccket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP,NULL,0,
WSA_FLAG_OVERLAPPED);
在WSASoccket 函数中，第一个参数指定通信发生的区字段，AF_INET 是针对Internet 的，允许在远程主机之间通信。第二个参数是套接字的类型，在AF_INET 地址族下，有SOCK_STREAM 、SOCK_DGRAM 、SOCK_RAW 三种套接字类型。在这里，设置为SOCK_RAW ，表示声明的是一个原始套接字类型。第三个参数依赖于第二个参数，用于指定套接字所有的特定协议，这里使用IP 协议。第四个参数为WSAPROTOCOL_INFO 位，该位可以置空。第五个参数保留，永远置0。第六个参数是标志位，WSA_FLAG_OVERLAPPED 表明可以使用发送接收超时设置。
创建原始套接字后，IP 头就会包含在接收的数据中。然后，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No
自对IP头进行处理。
BOOL flag=true;
setsockopt(sock,IPPROTO_IP,IP_HDRINCL,(CHAR*)&flag,sizeof(flag));
之后，使用如下代码完成对socket的初始化工作：
/*获取主机名*/
char hostName[128];
gethostname(hostName,100);
/*获取本地IP地址*/
hostent * pHostIP;
pHostIP = gethostbyname(hostName);
/*填充SOCKADDR_IN结构的内容*/
sockaddr_in addr_in;
addr_in.sin_addr = *(in_addr *)pHostIP->h_addr_list[0];
addr_in.sin_family = AF_INET;
addr_in.sin_port = htons(6000);
/*绑定socket*/
bind(sock,(PSOCKADDR)&addr_in,sizeof(addr_in));
填写sockaddr_in的内容时，其地址值应填写为本机IP地址，本机IP地址可以通过gethostbyname()函数获取；端口号可以随便填写，但不能与系统冲突；协议族应填为AF_INET。使用htons()函数可以将无符号短整型的主机数据转换为网络字节顺序的数据。最后使用bind(0函数将socket绑定到本机网卡上。
绑定网卡后，需要用WSAIoctl()函数把网卡设置为混杂模式，使网卡能够接收所有网络数据，其关键代码如下：
#define SIO_RCVALL_WSAIOW(IOC_VENDOR,1)
DWORD dwBufferLen[10];
DWORD dwBufferInLen = 1;
DWORD dwBytesReturned = 0;
WSAIoct1(SnifferSocket,
IO_RCVALL,&dwBufferInLen,sizeof(dwBufferInLen),&dwBufferLen,sizeof(dwBufferLen) ,&dwBytesReturned,NULL,NULL);
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，那么接收到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。
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RECV()函数实现接收功能的代码如下：#define BUFFER_SIZE 65535
char buffer[BUFFER_SIZE]; //设置缓冲区
while(true)
{
recv(sock,buffer,BUFFER_SIZE,0); //接收数据包
/*然后是解析接收的IP包*/
}
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。这个数据结构应该和IP数据包的格式吻合，其代码如下：
typedef struct _IP_HEADER //定义IP头
{
union
{
BYTE Version; //版本（前4位）
BYTE HdrLen; //报头标长（后4位），IP头的长度};
BYTE ServiceType; //服务类型
WORD TotalLen; //总长度
WORD ID; //标识
union
{
WORD Flags; //标志（前3位）
WORD FragOff; //分段偏移（后13位）
}；
BYTE TimeToLive; //生命期
BYTE Protocol; //协议
WORD HdrChksum; //头校验和
DWORD SrcAddr; //源地址
DWORD DstAddr; //目的地址
BYTE Options; //选项
} IP_HEADER;
这里只考虑IP头部结构，不考虑数据部分。在捕获IP数据包后，可以通过指针把缓冲区的内容强制转化为IP_HEADER的数据结构。
IP_HEADER ip=*(IP_HEADER*)buffer;
4、IP包的解析
通过IP_HEADER解析IP头各个字段的代码：
/*获取版本字段*/
ip.Version>>4;
/*获取头部长度字段*/
ip.HdrLen & 0x0f;
/*获取服务类型字段中的优先级子域*/
ip.ServiceType>>5;
/*获取服务类型字段中的TOS子域*/
(ip.ServiceType>>1)&0x0f;
/*获取总长度字段*/
ip.TotalLen;
/*获取标识字段*/
ip.ID;
/*解析标志字段*/
DF = (ip.Flags>>14) & 0x01;
MF = (ip.Flags>>13) & 0x01;
/*获取分段偏移字段*/
ip.FragOff & 0x1fff;
/*获取生存时间字段*/
ip.TimeToLive;
/*获取协议字段*/
ip.Protocol;
/*获取头校验和字段*/
ip.HdrChksum;
/*解析源IP地址字段*/
inet_ntoa(*(in_addr*)&ip.SrcAddr);
/*解析目的IP地址字段*/
inet_ntoa(*(in_addr*)&ip.DstAddr);
六．IP数据包解析代码如下:
#include
#include
#include
#include
#pragma comment (lib,"Ws2_32.lib")
#define BUFFER_SIZE 65535
#define IO_RCV ALL _WSAIOW(IOC_VENDOR,1)
typedef struct _IP_HEADER //定义IP头
{
union
{
BYTE Version; //版本（前4位）
BYTE HdrLen; //报头标长（后4位），IP头长度};
BYTE ServiceType; //服务类型
WORD TotalLen; //数据报总长
WORD ID; //标识
union
{
WORD Flags; //标识（前3位）
WORD FragOff; //分段偏移（后13位）};
BYTE TimeToLive; //生存周期
BYTE Protocol; //协议
WORD HdrChksum; //头校验和
DWORD SrcAddr; //源地址
DWORD DstAddr; //目地地址
BYTE Options; //选项
}IP_HEADER;
char * parseServiceType_getProcedence(BYTE b)
{
switch(b>>5) //获取服务类型字段中优先级子域
{
case 7:
return "Network Control"; //网络控制
break;
case 6:
return "Internet work Control"; //网络控制
break;
case 5:
return "CRITIC/ECP";
break;
case 4:
return "Flash Override"; //最优先信号
break;
case 3:
return "Flsah";
break;
case 2:
return "Immediate";
break;
case 1:
return "Priority"; //协议
break;
case 0:
return "Routine"; //路由
break;
default:
return "Unknow";
break;
}
}
char * parseServiceType_getTOS(BYTE b)
{
b=(b>>1)&0x0f; //获取服务类型字段中的TOS子域switch(b)
{
case 0:
return "Normal service"; //正常运行
break;
case 1:
return "Minimize monetary cost"; //成本
break;
case 2:
return "Maximize reliability"; //可靠性
break;
case 4:
return "Maximize throughput"; //吞吐量
break;
case 8:
return "Minimize delay"; //延迟
break;
case 15:
return "Maximize security"; //安全性
break;
default:
return "Unknow";
}
}
char * getProtocol(BYTE Protocol) //获取协议字段共8位
{
switch(Protocol) //以下为协议号说明：
{
case 1:
return "ICMP"; //Internet控制报文协议case 2:
return "IGMP"; //Internet组管理协议
case 4:
return "IP in IP"; //移动IP数据封装和隧道case 6:
return "TCP"; //传输控制协议
case 8:
return "EGP"; //外部网关协议
case 17:
return "UDP"; //用户数据报文协议
case 41:
return "IPv6";
case 46:
return "RSVP"; //资源预留协议
case 89:
return "OSPF"; //Open Shortest Path First 开发式最短路径优先default:
return "UNKNOW";
}
}
void ipparse(FILE* file,char* buffer)
{
IP_HEADER ip=*(IP_HEADER*)buffer; //通过指针把缓冲区的内容强制转化为IP_HEADER数据结构
fseek(file,0,SEEK_END);
fprintf(file,"版本号=%d\r\n",ip.Version>>4);
fprintf(file,"报头标长= %d (BYTE)\r\n",((ip.HdrLen & 0x0f)*4));
fprintf(file,"服务器类型= %s,%s\r\n",parseServiceType_getProcedence(ip.ServiceType), parseServiceType_getTOS(ip.ServiceType));
fprintf(file,"总长度= %d(BYTE)\r\n",ip.TotalLen);
fprintf(file,"标识= %d\r\n",ip.ID);
fprintf(file,"标志位DF=%d , MF=%d\r\n",((ip.Flags>>14)&0x01),((ip.Flags>>13)&0x01));
fprintf(file,"分段偏移值= %d\r\n",(ip.FragOff&0x1fff));
fprintf(file,"生存期= %d (hops)\r\n",ip.TimeToLive);
fprintf(file,"协议= %s\r\n",getProtocol(ip.Protocol));
fprintf(file,"头校验和= 0x%0x\r\n",ip.HdrChksum);
fprintf(file,"源IP地址= %s\r\n",inet_ntoa(*(in_addr*)&ip.SrcAddr));
fprintf(file,"目的IP地址= %s\r\n",inet_ntoa(*(in_addr*)&ip.DstAddr));
fprintf(file,"---------------------------------------------\r\n");
}
int main()
{
FILE * file;
if((file=fopen("history.txt","wb+"))==NULL)
{
printf("fail to open file %s");
return -1;
}
WORD rv;
WSADATA WSAData; //定义了能够储存WSAStarup调用返回值的结构
rv=MAKEWORD(2,2); //Winsock2版本
WSAStartup(rv,&WSAData);
SOCKET sock=socket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP); //创建套接字，sock为套接字描述符
BOOL flag=true;
setsockopt(sock,IPPROTO_IP,IP_HDRINCL,(CHAR*)&flag,sizeof(flag));//任意类型、任意状态套接口的设置选项值
char hostName[128];
gethostname(hostName,100); //获取主机名
hostent * pHostIP; //获取本地IP地址
pHostIP = gethostbyname(hostName);
sockaddr_in addr_in;
addr_in.sin_addr=*(in_addr *)pHostIP->h_addr_list[0];
addr_in.sin_family = AF_INET;
addr_in.sin_port = htons(6000); //将无符号短整型主机数据转换为网络字节顺序数据bind(sock,(PSOCKADDR)&addr_in,sizeof(addr_in));
DWORD dwBufferLen[10]; //设置网卡为混杂模式
DWORD dwBufferInLen=1;
DWORD dwBytesReturned=0;
WSAIoctl(sock, IO_RCV ALL,&dwBufferInLen,sizeof(dwBufferInLen),
&dwBufferLen,sizeof(dwBufferLen),&dwBytesReturned,NULL,NULL);
char buffer[BUFFER_SIZE]; //设置缓冲区
char i,a;
printf("数据包捕捉和解析程序正在启动\n");
for(a=1;a<=10;a++)
{
printf("...");
Sleep(300);
}
printf("\n\n确定要接收并解析本机的数据包吗？Y/N \n");
scanf("%c",&i);
system("cls");
while(true&&i=='Y'||i=='y')
{
int size=recv(sock,buffer,BUFFER_SIZE,0); //接收数据包
if (size>0)
{
printf("\n\n数据包捕获解析程序\n");
printf("---------------------------------------------\n");
ipparse(stdout,buffer);
ipparse(file,buffer);
printf("是否要继续接收并解析本机的数据包？Y/N \n");
fflush(stdin);
scanf("%c",&i);
continue;
}
else
fclose(file);
return 0;
}
closesocket(sock);
}
七．运行结果：
八．总结
通过这次实验，我们了解到关于计算机网络数据传送及处理过程中，软件起到了巨大的作用。熟悉了VC++在计算机网络方面的应用，是一次难得的机会。
此外，我们还掌了握网络通信协议的基本工作原理，虽然刚开始的时候比较模糊,但是通过与同学共同探讨和向老师的虚心请教，最终我们成功掌握了。
这次实习培养了我们基本掌握网络编程的基本思路和方法，让我们懂得如何去学习这累东西。同时提高我们对所学计算机网络理论知识的理解能力，提高和挖掘我们对所学知识的实际应用能力和创新能力。同学们的默锲配合和合作精神是实验成功的必要条件，而谨慎对待事物的态度是成功的关键。
课程设计任务书
目录1．实验目的2．实验要求3．预备知识4．课程设计分析5．实现过程6．程序流程图7．相关扩展8．实习体会9．参考文献
一．实验目的： 设计一个解析IP数据包的程序,并根据这个程序,说明IP数据包的结构及IP协议的相关问题,从而IP层的工作原理有更好的理解和认识. 二．实验要求： 本设计的目标是捕获网络中数据包,解析数据包的内容,将、结果显示在标准输出上,并同时写入日志文件. 程序的具体要求如下: 3)以命令行形式运行:ipparse logfile,其中ipparse是程序名,而logfile则代表记录结果的日 志文件. 4)在标准输出和日志文件中写入捕获的IP数据包的版本,头长度,服务类型,数据包总长度, 数据包标识,分段标志,分段偏移值,生存时间,上层协议类型,头校验和,源IP地址和目的IP地址等内容. 当程序接收到键盘输入Ctrl+C时退出. 三.预备知识 互联网络层是TCP/IP协议参考模型中的关键部分.IP协议把传输层送来的消息组装成IP数据包,并把IP数据包传送给数据链层.IP协议在TCP/IP协议族中处于核心地位,IP协议制定了统一的IP数据包格式,以消除个通信子网中的差异,从而为信息发送方和接收方提供了透明的传输通道.编制本程序前,首先要对IP包的格式有一定了解,图1给出了IP协议的数据包格式. IP数据包的第一个字段是版本字段,其度是4位,表示所使用的IP协议的版本.目前的版本是IPV4,版本字段的值是4,下一代版本是IPV6,版本字段值是6.本程序主要针对版本是IPV4的数据包的解析. 报头标长字段为4位,它定义了以4B为一个单位的IP包的报文长度.报头中除了选项字段和填充域字段外,其他各字段是定长的.因此,IP数据包的头长度在20—40B之间,是可变的. 0 4 8 16 19 24 图1 IP数据包的格式 服务类型字段共8位,用于指示路由器如何处理该数据包.该字段长度由4位服务类型(TOS)子域和3位优先级子域组成,1位为保留位,该字段结构如图2所示. B7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0
网络数据包的捕获与分析 【摘要】网络数据包的捕获对于网络安全有着巨大的作用，为我们更好的分析网络中的数据流提供了帮助。本论文是基于Windows下开发一个网络监听工具，侧重点在于实现网络数据包的捕获，然后分析并显示捕获到的数据包信息这部分功能的实现，如分析：IP首部协议类型、源IP、目的IP和端口号等。采用的是Winpcap（Windows Packet Capture）来实现的抓包功能。通过VC++6.0中MFC编程实现通过一个完整界面来控制调用Winpcap中的函数来实现对网卡信息的捕获和循环捕获数据包，然后通过预先对于IP、TCP、UDP等数据包的定义和TCP/IP等协议来解析其中包含的内容并返回显示捕获到数据包的信息，当然也可以保存捕获到的数据包到指定地点以便进一步分析。 【关键词】Winpcap；数据包；捕获；分析
The Capture and Analysis of Network Data Packets Wang Hang (Grade 11,Class 1, Major Network Engineering, Scho ol of Mathematics and Computer Science Dept, Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723003, Shaanxi) Tutor: Jia Wei Abstract: The capture of network data packets plays an important part in network security, which is helpful for our better analysis of network data flow.This paper is about a network monitoring tool based on Windows system, which emphasizes particularly on realizing the capture and analysis of network data packets and then displays them. Take analysis as an example, it will check the type of the IP protocol, the source address of IP, the destination address of IP and the port https://www.doczj.com/doc/d26235706.html,e the Winpcap（Windows Packet Capture）to capture of data packets. In MFC programming of VC++6.0, the capture of network data packets can be realized via the invoking and control of the functions through a full control panel, and then the analysis of IP ,TCP,UDP and TCP/IP will be done before they are displayed. Certainly the information captured can be saved to the appointed destination in order to go through an advanced analysis. Key words:Winpcap；Data Packets；Capture；Analysis
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/d26235706.html, 高速网络环境下数据包捕获技术的分析 作者：王亚 来源：《数字技术与应用》2011年第12期 摘要：互联网的迅猛发展，网络带宽飞速增长，在高速网络环境下，传统的网络数据包捕获已经成为制约整个系统的性能提升的瓶颈，为了满足高速网络的数据包捕获的需求，对传统的网络数据包捕获存在的问题进行分析，在此基础上提出了改进措施，为后期研究高速网络下高性能的数据包捕获技术奠定基础。 关键词：高速网数据包捕获 Libpcap 中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2011)12-0194-02 The Analysis of Packet Capture Technology in High Speed Network wangya (Fuyang Teachers College of computer and Information engineering Fuyang 236041) Abstract:The rapid development of the Internet and the rapid growth of network bandwidth,in high-speed network environment,the traditional network data packet capture has become the constraints of the system performance bottleneck. In order to satisfy the high speed network packet capture demand,to analysis the existing problems of the traditional network packet capture,and put forward on this foundation improvement measures.,It lays the foundation for later research of high-speed network and high performance packet capture technology. Keywords:high speed network;packet capture;Libpcap 1、引言 目前，对网络信息监控与检测的软件都是基于数据包捕获技术，如：入侵检测程序Snort、嗅探器Tcpdump等。数据包捕获技术是一种对网络上的数据包进行监听并截取的技术，可以将数据包原封不动的拷贝到捕包端的系统中。数据包捕获是入侵检测系统、网络协议
TCP/IP协议与编程实验 姓名: 班级： 学号： 实验题目用Wireshark抓包分析ip数据包 一、实验目的 1、了解并会初步使用Wireshark，能在所用电脑上进行抓包 2、了解IP数据包格式，能应用该软件分析数据包格式 3、查看一个抓到的包的内容，并分析对应的IP数据包格式 二、实验内容 Wireshark 是网络包分析工具。网络包分析工具的主要作用是尝试捕获网络包，并尝试显示包的尽可能详细的情况。 实验步骤： 1、打开wireshark，选择接口选项列表。或单击“Capture”，配置“option” 选项。
2、设置完成后，点击“start”开始抓包： 3、显示结果： 3、选择某一行抓包结果，双击查看此数据包具体结构。
4、捕捉IP数据报。 ① 写出IP数据报的格式。 IP数据报首部的固定部分中的各字段含义如下： (1)版本占4位，指IP协议的版本。通信双方使用的IP协议版本必须一致。目前广泛使用的IP协议版本号为4（即IPv4）。 (2)首部长度占4位，可表示的最大十进制数值是15。请注意，这个字段所表示数的单位是32位字长（1个32位字长是4字节），因此，当IP的首部长度为1111时（即十进制的15），首部长度就达到60字节。当IP分组的首部长度不是4字节的整数倍时，必须利用最后的填充字段加以填充。因此数据部分永远在4字节的整数倍开始，这样在实现IP协议时较为方便。首部长度限制为60 字节的缺点是有时可能不够用。但这样做是希望用户尽量减少开销。最常用的首部
3)区分服务占8位，用来获得更好的服务。这个字段在旧标准中叫做服务类型，但实际上一直没有被使用过。1998年IETF把这个字段改名为区分服务 DS(Differentiated Services)。只有在使用区分服务时，这个字段才起作用。 (4)总长度总长度指首部和数据之和的长度，单位为字节。总长度字段为16位，因此数据报的最大长度为216-1=65535字节。长度就是20字节（即首部长度为0101），这时不使用任何选项。 (5)标识(identification) 占16位。IP软件在存储器中维持一个计数器，每产生一个数据报，计数器就加1，并将此值赋给标识字段。但这个“标识”并不是序号，因为IP是无连接服务，数据报不存在按序接收的问题。当数据报由于长度超过网络的MTU而必须分片时，这个标识字段的值就被复制到所有的数据报的标识字段中。相同的标识字段的值使分片后的各数据报片最后能正确地重装成为原来的数据报。 (6)标志(flag) 占3位，但目前只有2位有意义。 标志字段中的最低位记为MF(More Fragment)。MF=1即表示后面“还有分片”的数据报。MF=0表示这已是若干数据报片中的最后一个。 标志字段中间的一位记为DF(Don’t Fragment)，意思是“不能分片”。只有当DF=0时才允许分片。 7)片偏移占13位。片偏移指出：较长的分组在分片后，某片在原分组中的相对位置。也就是说，相对用户数据字段的起点，该片从何处开始。片偏移以8 个字节为偏移单位。这就是说，每个分片的长度一定是8字节（64位）的整数倍。 (8)生存时间占8位，生存时间字段常用的的英文缩写是TTL(Time To Live)，表明是数据报在网络中的寿命。由发出数据报的源点设置这个字段。其目的是防止无法交付的数据报无限制地在因特网中兜圈子，因而白白消耗网络资源。最初的设计是以秒作为TTL的单位。每经过一个路由器时，就把TTL减去数据报在路由器消耗掉的一段时间。若数据报在路由器消耗的时间小于1秒，就把TTL值减1。当TTL值为0时，就丢弃这个数据报。 ＃TTL通常是32或者64，scapy中默认是64 (9)协议占8位，协议字段指出此数据报携带的数据是使用何种协议，以便使目的主机的IP层知道应将数据部分上交给哪个处理过程。（在scapy中，下层的这个protocol一般可以从上曾继承而来，自动填充，我们一般可以省略不填此项） (10)首部检验和占16位。这个字段只检验数据报的首部，但不包括数据部分。这是因为数据报每经过一个路由器，路由器都要重新计算一下首部检验和
数据包捕获与解析课程设计报告 学生姓名：董耀杰 学号：1030430330 指导教师：江珊珊
数据包捕获与分析 摘要本课程设计通过Ethereal捕捉实时网络数据包，并根据网络协议分析流程对数据包在TCP/IP各层协议中进行实际解包分析，让网络研究人员对数据包的认识上升到一个感性的层面，为网络协议分析提供技术手段。最后根据Ethereal的工作原理，用Visual C＋＋编写一个简单的数据包捕获与分析软件。 关键词协议分析；Ethereal；数据包；Visual C＋＋ 1引言 本课程设计通过技术手段捕获数据包并加以分析，追踪数据包在TCP/IP各层的封装过程，对于网络协议的研究具有重要的意义。Ethereal是当前较为流行的图形用户接口的抓包软件,是一个可以用来监视所有在网络上被传送的包,并分析其内容的程序。它通常被用来检查网络工作情况,或是用来发现网络程序的bugs。通过ethereal对TCP、UDP、SMTP、telnet和FTP等常用协议进行分析,非常有助于网络故障修复、分析以及软件和协议开发。，它以开源、免费、操作界面友好等优点广为世界各地网络研究人员使用为网络协议分析搭建了一个良好的研究平台。 1.1课程设计的内容 (1)掌握数据包捕获和数据包分析的相关知识； (2)掌握Ethreal软件的安装、启动，并熟悉用它进行局域网数据捕获和分析的功能； (3)设计一个简单的数据包捕获与分析软件。 1.2课程设计的要求 (1)按要求编写课程设计报告书，能正确阐述设计结果。 (2)通过课程设计培养学生严谨的科学态度，认真的工作作风和团队协作精神。 (3)学会文献检索的基本方法和综合运用文献的能力。 (4)在老师的指导下，要求每个学生独立完成课程设计的全部内容。
解析IP数据包程序设计与实现 学生姓名：梁帅指导老师：谢晓巍 摘要现如今，计算机网络已经彻彻底底地改变了人们的生活。大量的数据都是经过计算机网络传输的，而TCP/IP协议是计算机网络中最重要的协议之一。计算机网络中绝大多数数据都是以IP数据包的形式发送和接受的。所以IP数据包的捕获是很多计算机安全技术的基础。本课程设计实现了可以捕获流经本地网卡的IP数据包并将其头部信息解析输出的程序。 关键词TCP/IP；IP数据包；计算机网络；捕获
Design and implementation of IP data packet Student name: LIANG Shuai Advisor：XIE Xiao-wei Abstract Nowadays, computer network has completely changed people's life. A large amount of data is transmitted through computer networks, and the TCP/IP protocol is one of the most important protocols in computer networks. Most of the data in the computer network are sent and received in the form of IP data packets. So IP packet capture is the basis of many computer security technology. This course is designed to capture the IP data packet that flows through the local network card and the program to parse the output of its head. Key words TCP/IP；IP data packet；Computer network；Capture
成绩评定表
课程设计任务书
目录 1 课程设计目的 (1) 2 课程设计要求 (2) 3 相关知识 (3) 4 课程设计分析 (6) 5 程序代码 (11) 6 运行结果与分析 (18) 7 参考文献 (18)
1 课程设计目的 IP数据包是网络成传输的基本数据单元，熟悉IP数据包结构对于理解网络工作原理具有重要意义。本课程设计的主要目的是通过接受与解析IP数据包，了解IP数据包的基本结构与IP协议的基本功能。
2 课程设计要求 根据后面介绍的IP数据包结构，编写程序接收并解析IP数据包。 1）以命令行形式运行; ParsePacket log_file 其中，ParsePacket为程序名，log_file为日志文件名。 2）输出内容：IP数据包的各字段值，包括版本、头部长度、服务类型、总长度、标识、分段标志、分段偏移值、生存时间、上层协议类型、头校验和、源IP地址 和目的IP地址等。 3）当程序接收到键盘输入Ctrl+C时退出。
3相关知识 互联网络层是TCP/IP协议参考模型中的关键部分.IP协议把传输层送来的消息组装成IP数据包,并把IP数据包传送给数据链层.IP协议在TCP/IP协议族中处于核心地位,IP 协议制定了统一的IP数据包格式,以消除个通信子网中的差异,从而为信息发送方和接收方提供了透明的传输通道.编制本程序前,首先要对IP包的格式有一定了解,图1给出了IP 协议的数据包格式. IP数据包的第一个字段是版本字段,其度是4位,表示所使用的IP协议的版本.目前的版本是IPV4,版本字段的值是4,下一代版本是IPV6,版本字段值是6.本程序主要针对版本是IPV4的数据包的解析. 报头标长字段为4位,它定义了以4B为一个单位的IP包的报文长度.报头中除了选项字段和填充域字段外,其他各字段是定长的.因此,IP数据包的头长度在20—40B之间,是可变的. 0 4 8 16 19 24 31(位) 图3.1 IP数据包的格式 服务类型字段共8位,用于指示路由器如何处理该数据包.该字段长度由4位服务类型(TOS)子域和3位优先级子域组成,1位为保留位,该字段结构如图2所示. 图3.1 服务类型字段结构
IP及IPSEC协议数据包的捕获与分析 为了掌握掌握IP和IPSEC协议的工作原理及数据传输格式，熟悉网络层的协议。我进行了以下实验：首先用两台PC互ping并查看其IP报文，之后在两台PC上设置IPSEC互ping并查看其报文。最终分析两者的报文了解协议及工作原理。 一、用两台PC组建对等网： 将PC1与PC2连接并分别配置10.176.5.119和10.176.5.120的地址。如图1-1所示。 图1-1 二、两PC互ping： IP数据报结构如图1-2所示。 图1-2 我所抓获的报文如图1-3，图1-4所示：
图1-3 请求包 图1-4 回应包 分析抓获的IP报文： (1)版本：IPV4 (2)首部长度：20字节 (3)服务：当前无不同服务代码，传输忽略CE位，当前网络不拥塞
(4)报文总长度：60字节 (5)标识该字段标记当前分片为第1367分片 (6)三段标志分别指明该报文无保留、可以分段，当前报文为最后一段 (7)片偏移：指当前分片在原数据报（分片前的数据报）中相对于用户数据字段 的偏移量，即在原数据报中的相对位置。 (8)生存时间：表明当前报文还能生存64 (9)上层协议：1代表ICMP (10)首部校验和：用于检验IP报文头部在传播的过程中是否出错 (11)报文发送方IP：10.176.5.120 (12)报文接收方IP：10.176.5.119 (13)之后为所携带的ICMP协议的信息：类型0指本报文为回复应答，数据部分 则指出该报文携带了32字节的数据信息，通过抓获可看到内容为：abcdefghijklmnopqrstuvwabcdefghi 三、IPSec协议配置： 1、新建一个本地安全策略。如图1-5。 图1-5 2、添加IP安全规则。如图1-6.
实训报告 一、sniffer的功能认知； 1. 实时网络流量监控分析 Sniffer Portable LAN能够对局域网网络流量进行实时监控和统计分析，对每个链路上的网络流量根据用户习惯，可以提供以表格或图形（条形图、饼状图和矩阵图等）方式显示的统计分析结果,内容包括： ·网络总体流量实时监控统计：如当前和平均网络利用率、总的和当前的帧数、字节数、总网络节点数和激活的网络节点数、当前和总的平均帧长等。 ·协议使用和分布统计：如协议类型、协议数量、协议的网络利用率、协议的字节数以及每种协议中各种不同类型的帧的数量等。Sniffer包含通用的TCP和UDP网络应用协议如HTTP, Telnet, SNMP, FTP等。同时，Sniffer 也具有特有的灵活性允许增加自定义的应用。一旦应用协议加入Sniffer，针对应用的所有的监控、报警和报告便自动生效；
·包尺寸分布统计：如某一帧长的帧所占百分比，某一帧长的帧数等。 ·错误信息统计：如错误的CRC校验数、发生的碰撞数、错误帧数等； ·主机流量实时监控统计：如进出每个网络节点的总字节数和数据包数、前x个最忙的网络 节点等；
话节点对等；
·Sniffer还提供历史统计分析功能，可以使用户看到网络中一段时间内的流量运行状况，帮助用户更好的进行流量分析和监控。
2.应用响应时间监控和分析 Sniffer 在监控网络流量和性能的同时，更加关注在网络应用的运行状况和性能管理，应用响应时间(ART)功能是Sniffer中重要的组成部分，不仅提供了对应用响应时间的实时监控，也提供对于应用响应时间的长期监控和分析能力。 首先ART监控功能提供了整体的应用性能响应时间，让用户以多种方式把握当前网络通讯中的各类应用响应时间的对比情况，如客户机/服务器响应时间、服务器响应时间，最 快响应时间、最慢响应时间、平均响应时间和90%的请求的响应时间等。
IP及IPSEC协议数据包的捕获与分析
IP及IPSEC协议数据包的捕获与分析 为了掌握掌握IP和IPSEC协议的工作原理及数据传输格式，熟悉网络层的协议。我进行了以下实验：首先用两台PC互ping并查看其IP报文，之后在两台PC上设置IPSEC互ping并查看其报文。最终分析两者的报文了解协议及工作原理。 一、用两台PC组建对等网： 将PC1与PC2连接并分别配置10.176.5.119和10.176.5.120的地址。如图1-1所示。 图1-1 二、两PC互ping： IP数据报结构如图1-2所示。 图1-2 我所抓获的报文如图1-3，图1-4所示：
图1-3 请求包 图1-4 回应包 分析抓获的IP报文： (1)版本：IPV4 (2)首部长度：20字节 (3)服务：当前无不同服务代码，传输忽略CE位，当前网络不拥塞
(4)报文总长度：60字节 (5)标识该字段标记当前分片为第1367分片 (6)三段标志分别指明该报文无保留、可以分段，当前报文为最后一段 (7)片偏移：指当前分片在原数据报（分片前的数据报）中相对于用户数据字段 的偏移量，即在原数据报中的相对位置。 (8)生存时间：表明当前报文还能生存64 (9)上层协议：1代表ICMP (10)首部校验和：用于检验IP报文头部在传播的过程中是否出错 (11)报文发送方IP：10.176.5.120 (12)报文接收方IP：10.176.5.119 (13)之后为所携带的ICMP协议的信息：类型0指本报文为回复应答，数据部分 则指出该报文携带了32字节的数据信息，通过抓获可看到内容为：abcdefghijklmnopqrstuvwabcdefghi 三、IPSec协议配置： 1、新建一个本地安全策略。如图1-5。 图1-5 2、添加IP安全规则。如图1-6.
实验报告 （ 2014 / 2015 学年第二学期） 题目：网络数据包的捕获与协议分析 专业 学生姓名 班级学号 指导教师胡素君 指导单位计算机系统与网络教学中心 日期2015.5.10
实验一：网络数据包的捕获与协议分析 一、实验目的 1、掌握网络协议分析工具Wireshark的使用方法，并用它来分析一些协议； 2、截获数据包并对它们观察和分析，了解协议的运行机制。 二、实验原理和内容 1、tcp/ip协议族中网络层传输层应用层相关重要协议原理 2、网络协议分析工具Wireshark的工作原理和基本使用规则 三、实验环境以及设备 Pc机、双绞线、局域网 四、实验步骤 1.用Wireshark观察ARP协议以及ping命令的工作过程： （1）打开windows命令行，键入“ipconfig -all”命令获得本机的MAC地址和缺省路由器的IP地址；结果如下： （2）用“arp -d”命令清空本机的缓存；结果如下 （3）开始捕获所有属于ARP协议或ICMP协议的，并且源或目的MAC地址是本机的包。（4）执行命令：ping https://www.doczj.com/doc/d26235706.html,,观察执行后的结果并记录。
此时，Wireshark所观察到的现象是:(截图表示) 2.设计一个用Wireshark捕获HTTP实现的完整过程，并对捕获的结果进行分析和统计。（截 图加分析） 3.设计一个用Wireshark捕获ICMP实现的完整过程，并对捕获的结果进行分析和统计。要求：给出捕获某一数据包后的屏幕截图。以16进制形式显示其包的内容，并分析该ICMP 报文。（截图加分析） 4. 设计一个用Wireshark捕获IP数据包的过程，并对捕获的结果进行分析和统计（截图加分析） 要求：给出捕获某一数据包后的屏幕截图。以16进制形式显示其包的内容，并分析在该数据包中的内容：版本首部长度、服务类型、总长度、标识、片偏移、寿命、协议、源Ip地址、目的地址 五、实验总结
< 解析IP数据报实验报告 - … （
目录 目录 (2) 1、课程设计目的 (2) 2、课程设计要求 (2) < 3、相关知识 (2) 4、课程设计分析 (6) 网卡设置 (6) 使用套接字 (7) 接收数据包 (7) 定义IP头部的数据结构 (8) IP包的解析 (9) 协议的定义 (9) ; 捕获处理 (9) 5、运行结果 (10) 6、总结 (11) 7、课程设计参考资料 (11) 8、源程序代码 (11) ， /
, 1、课程设计目的 本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，说明IP数据包的结构及IP协议的相关问题，从而对IP层的工作原理有更好的理解和认识。 2、课程设计要求 本设计的目标是捕获网络中的IP数据包，解析数据包的内容，将结果显示在标准输出上，并同时写入日志文件。 程序的具体要求如下： 1）以命令行形式运行：ipparse logfile，其中ipparse是程序名, 而logfile 则代表记录结果的日志文件。 2）在标准输出和日志文件中写入捕获的IP包的版本、头长度、服务类型、数据包总长度、数据包标识、分段标志、分段偏移值、生存时间、上层协议类型、头校验和、源IP地址和目的IP地址等内容。 3）当程序接收到键盘输入Ctrl+C时退出。 3、相关知识 互联网络层是TCP/IP协议参考模型中的关键部分.IP协议把传输层送来的消息组装成IP数据包,并把IP数据包传送给数据链层.IP协议在TCP/IP协议族
中处于核心地位,IP协议制定了统一的IP数据包格式,以消除个通信子网中的差异,从而为信息发送方和接收方提供了透明的传输通道.编制本程序前,首先要对IP包的格式有一定了解,图1给出了IP协议的数据包格式. - IP数据包的第一个字段是版本字段,其度是4位,表示所使用的IP协议的版本.目前的版本是IPV4,版本字段的值是4,下一代版本是IPV6,版本字段值是6.本程序主要针对版本是IPV4的数据包的解析. 报头标长字段为4位,它定义了以4B为一个单位的IP包的报文长度.报头中除了选项字段和填充域字段外,其他各字段是定长的.因此,IP数据包的头长度在20—40B之间,是可变的. 0 4 8 16 19 24 31 图1 IP数据包的格式 服务类型字段共8位,用于指示路由器如何处理该数据包.该字段长度由4位服务
惠州学院《计算机网络》实验报告 实验08 Sniffer Pro数据包捕获与协议分析 1. 实验目的 （1）了解Sniffer的工作原理。 （2）掌握SnifferPro工具软件的基本使用方法。 （3）掌握在非交换以太网环境下侦测、记录、分析数据包的方法。 2. 实验原理 数据在网络上是以很小的被称为“帧”或“包”的协议数据单元（PDU）方式传输的。以数据链路层的“帧”为例，“帧”由多个部分组成，不同的部分对应不同的信息以实现相应的功能，例如，以太网帧的前12个字节存放的是源MAC地址和目的MAC地址，这些数据告诉网络该帧的来源和去处，其余部分存放实际用户数据、高层协议的报头如TCP／IP 的报头或IPX报头等等。帧的类型与格式根据通信双方的数据链路层所使用的协议来确定，由网络驱动程序按照一定规则生成，然后通过网络接口卡发送到网络中，通过网络传送到它们的目的主机。目的主机按照同样的通信协议执行相应的接收过程。接收端机器的网络接口卡一旦捕获到这些帧，会告诉操作系统有新的帧到达，然后对其进行校验及存储等处理。 在正常情况下，网络接口卡读入一帧并进行检查，如果帧中携带的目的MAC地址和自己的物理地址一致或者是广播地址，网络接口卡通过产生一个硬件中断引起操作系统注意，然后将帧中所包含的数据传送给系统进一步处理，否则就将这个帧丢弃。 如果网络中某个网络接口卡被设置成“混杂”状态，网络中的数据帧无论是广播数据帧还是发向某一指定地址的数据帧，该网络接口卡将接收所有在网络中传输的帧，这就形成了监听。如果某一台主机被设置成这种监听（Snfffing）模式，它就成了一个Sniffer。 一般来说，以太网和无线网被监听的可能性比较高，因为它们是一个广播型的网络，当然无线网弥散在空中的无线电信号能更轻易地截获。 3. 实验环境与器材 本实验在虚拟机中安装SnifferPro4.7版本，要求虚拟机开启FTP、HTTP等服务，即虚拟机充当服务器，物理机充当工作站。 物理机通过Ping命令、FTP访问及网页访问等操作实验网络数据帧的传递。 4. 实验内容 介绍最基本的网络数据帧的捕获和解码，详细功能请参阅本教材辅助材料。 （1）Sniffer Pro 4.7的安装与启动 1）启动Sniffer Pro 4.7。在获取Sniffer Pro 4.7软件的安装包后，运行安装程序，按要求输入相关信息并输入注册码，若有汉化包请在重启计算机前进行汉化。完成后重启计算机，点击“开始”→“程序”→“Sniffer Pro”→“Sniffer”，启动“Sniffer Pro 4.7”程序。 2）选择用于Sniffer的网络接口。如果计算机有多个网络接口设备，则可通过菜单“File”→“Select Settings”，选择其中的一个来进行监测。若只有一块网卡，则不必进行此步骤。
实验报告 专业班级成绩评定______ 学号姓名教师签名______ 实验题目IP 数据报捕获与分析实验时间 一、实验目的： 1.掌握IP数据报格式。 2.理解IP协议的工作原理及工作过程。 3.掌握使用wireshark捕获IP等数据报并分析。 二、实验环境：以太网。 三、实验内容： 1.熟悉WinPcap的体系构架和提供的函数。 2.学习IP数据报校验和计算方法。 3.掌握使用wireshark捕获IP等数据报。 4.对捕获的IP数据报进行分析。 四、实验步骤： 1.在PING之前先运行wireshark熟悉页面并进行一些设置
a.单击Capture Filter过滤器:可以设置捕捉一些特殊规则 的数据报。 b.在选中Capture packets in promiscuous mode:可以设置 为混合全处理模式。 c.可以点击Start开始捕捉。过一段时间后，点击Stop停止， 观察捕捉到的数据报，并进行分析。 2.使用wireshark捕获和分析IP数据包。 a.打开wireshar并开始捕获数据包。 b.然后在系统的“开始”—“运行”—输入“CMD”命令，进 入DOS命令窗口，并输入“ping”命令测试网络的情况. c.如“ping 192.168.0.1”。 Ping 命令的使用
d.再回到wireshar点击停止后查看捕获到的数据，双击打开 “ping”后的数据包，分析数据包的内容。 分片的数据包 （以下图片全部通过wireshark捕获数据包，然后用QQ中的截图功能截取） IP协议节点
IP协议节点 上面节点说明如下： 3.进制数据包窗口 16进制数据包窗口将数据包的所有内容以16进制的形式显示出来，如下所示：
// PackCaptureDlg.h:header file #define IPV4_WERSION 4 #define IPV6_WERSION 6 #define ICMP_PACKET 1 #define IGMP_PACKET 2 #define TCP_PACKET 6 #define EGP_PACKET 8 #define UDP_packet 17 #define OSPF_PACKET 89 class CPackCaptureDlg:public CDialog { public: //{{AFX_DATA(CFindHostDlg) enum {IDO=IDO_PACKCAPTURE_DIALOG}; int m_Count; CString m_Packet; //}}AFX_DATA protected: //{{AFX_MSG(CFindHostDlg) afx_msg void OnCapture(); //}}AFX_MSG private: typedef struct IP_HEAD //IP头部结构 { union { unsigned char Version; //版本（字节前四位） unsigned char HeadLen; //头部长度（字节后四位） }; unsigned char ServiceType; //服务类型 unsigned short TotalLen; //总长度 unsigned short Identifier; //标识符 union { unsigned short Flags; //标志位（字前三位） unsigned short FragOffset;
实验三 网络数据包的捕获与分析 一、实验目的和要求 通过本次实验，了解sniffer 的基本作用，并能通过sniffer 对指定的网络行为所产生的数据包进行抓取，并分析所抓取的数据包。 二、实验内容 A ：1、首先打开sniffer 软件，对所要监听的网卡进行选择 2、选择网卡按确定后，进入sniffer 工作主界面，对主界面上的操作按钮加以熟悉。 B ：设置捕获条件进行抓包 基本的捕获条件有两种： 1、链路层捕获，按源MAC 和目的MAC 地址进行捕获，输入方式为十六进制连续输入，如：00E0FC123456。 2、IP 层捕获，按源IP 和目的IP 进行捕获。输入方式为点间隔方式，如：10.107.1.1。如果选择IP 层捕获条件则ARP 等报文将被过滤掉。 任意捕协议捕缓冲区基本捕获条件数据流链路层捕获获条件编辑 获编辑 编辑 链路层捕获IP 层捕获 方向 地址条件 高级捕获条件
在“Advance ”页面下，你可以编辑你的协议捕获条件，如图： 选择要捕捕获帧长错误帧是保存过滤获的协议 度条件 否捕获 规则条件 高级捕获条件编辑图 在协议选择树中你可以选择你需要捕获的协议条件，如果什么都不选，则表示忽略该条件，捕获所有协议。 在捕获帧长度条件下，你可以捕获，等于、小于、大于某个值的报文。 在错误帧是否捕获栏，你可以选择当网络上有如下错误时是否捕获。 在保存过滤规则条件按钮“Profiles ”，你可以将你当前设置的过滤规则，进行保存，在捕获主面板中，你可以选择你保存的捕获条件。 C ：捕获报文的察看： Sniffer 软件提供了强大的分析能力和解码功能。如下图所示，对于捕获的报文提供了一个Expert 专家分析系统进行分析，还有解码选项及图形和表格的统计信息。 专家分析专家分析捕获报文的捕获报文的其他 系统 系统图形分析 统计信息 专家分析 专家分分析系统提供了一个只能的分析平台，对网络上的流量进行了一些分析对于分析出的
《
课程设计任务书 目录 1．实验目的 2．实验要求 ) 3．预备知识 4．课程设计分析 5．实现过程 6．程序流程图 ! 7．相关扩展 8．实习体会
9．参考文献 一．实验目的： 设计一个解析IP数据包的程序,并根据这个程序,说明IP数据包的结构及IP协议的相 关问题,从而IP层的工作原理有更好的理解和认识. 、 二．实验要求： 本设计的目标是捕获网络中数据包,解析数据包的内容,将、结果显示在标准输出上, 并同时写入日志文件. 程序的具体要求如下: 3)以命令行形式运行:ipparse logfile,其中ipparse是程序名,而logfile则代表记录 结果的日志文件. 4)在标准输出和日志文件中写入捕获的IP数据包的版本,头长度,服务类型,数据包总长 度,数据包标识,分段标志,分段偏移值,生存时间,上层协议类型,头校验和,源IP地址 和目的IP地址等内容. 当程序接收到键盘输入Ctrl+C时退出. ~ 三.预备知识 互联网络层是TCP/IP协议参考模型中的关键部分.IP协议把传输层送来的消息组装成IP数据包,并把IP数据包传送给数据链层.IP协议在TCP/IP协议族中处于核心地 位,IP协议制定了统一的IP数据包格式,以消除个通信子网中的差异,从而为信息发送 方和接收方提供了透明的传输通道.编制本程序前,首先要对IP包的格式有一定了解, 图1给出了IP协议的数据包格式. IP数据包的第一个字段是版本字段,其度是4位,表示所使用的IP协议的版本.目前的版本是IPV4,版本字段的值是4,下一代版本是IPV6,版本字段值是6.本程序主要 针对版本是IPV4的数据包的解析. 报头标长字段为4位,它定义了以4B为一个单位的IP包的报文长度.报头中除了选项字段和填充域字段外,其他各字段是定长的.因此,IP数据包的头长度在20—40B 之间,是可变的. 0 4 8 16 19 24 31
目录 一、课程设计的目的 (1) 二、课程设计要求 (1) 三、需求分析 (1) 1.先对网卡进行编程，以便连接IP层的数据包。 (1) 2.预先创建一个logfile文件来保存所解析的IP数据包。 (1) 3.使用recv函数实现接收数据包的功能。 (1) 四、设计分析 (1) 4.1 网卡设置 (1) 4.2 使用套接字 (2) 五、程序测试 (3) 六、小结 (5) 七、附录 (5)
一、课程设计的目的 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，说明IP数据包的结构及IP协议的相关问题，从而对IP层的工作原理有更好的理解和认识。 二、课程设计要求 本设计的目标是捕获网络中的IP数据包，解析数据包的内容，将结果显示在标准输出上，并同时写入日志文件。 程序的具体要求如下： 1）以命令行形式运行：ipparse logfile，其中ipparse是程序名, 而logfile 则代表记录结果的日志文件。 2）在标准输出和日志文件中写入捕获的IP包的版本、头长度、服务类型、数据包总长度、数据包标识、分段标志、分段偏移值、生存时间、上层协议类型、头校验和、源IP地址和目的IP地址等内容。 3）当程序接收到键盘输入Ctrl+C时退出。 三、需求分析 1.先对网卡进行编程（使用套接字进行编程），以便连接IP层的数据包。 2.预先创建一个logfile文件来保存所解析的IP数据包。 3.使用recv函数实现接收数据包的功能。 4.编写ipparse函数解析捕获的数据包的版本、头长度、服务类型、数据包总长度、数据包标识、分段标志、分段偏移值、生存时间、上层协议类型、头校验和、源IP地址和目的IP地址等内容。 四、设计分析 4.1 网卡设置
任务三计算机网络实验I P数据报捕获与 分析
任务三网络编程 一、实验目的 捕获本机网卡的IP包，对捕获的IP包进行解析。要求必须输出以下字段：版本号、总长度、标志位、片偏移、协议、源地址和目的地址。 二、实验环境 平台：Windows 编程环境：VC 6.0 语言：C++ 三、实验原理 3.1 数据报格式 以太帧由一个包含三个字段的帧头开始，前两个字段包含了物理地址，各六个字节，头部的第三个字段包含了 16 位的以太帧类型，帧头后面是数据区。根据帧类型可以判断是哪种数据包，一般常用的有 0X0080(IP 数据包)、0X0806(ARP 请求／应答)和 0X8035(RARP 请求／应答)三种类型。TCP／IP 协议簇中位于网络层的协议，也是最为核心的协议。所有的 TCP， UDP， ICMP 及 IGMP 数据都以 IP 数据报格式传输。IP 协议提供了无连接的、不可靠的数据传输服务。同时IP 协议的一个重要功能是为网络上的包传递提供路由支持。TCP／IP 协议使用 IP 数据报这个名字来指代一个互联网数据包。IP 数据报由两部分组成，前面的头部和后面的数据区，头部含有描述该数据报的信息，包括源 IP 地址和目的 IP 地址等。在 IP 数据报的报头中的众多信息可根据协议类型字段区分出该数据包的类型，常用的有TCP 包、 UDP 包、 ICMP 包等，各格式分别如下所示：
IP数据报格式 TCP数据报格式 ICMP数据报格式
UDP数据报格式 3.2 捕获数据包方法 目前常用的捕获数据包的方法有原始套接字、LibPcap、WinPcap和JPcap 等方法。本次实验选用套接字方法。套接字是网络应用编程接口。应用程序可以使用它进行网络通信而不需要知道底层发生的细节。有时需要自己生成一些定制的数据包或者功能并希望绕开Socket提供的功能,原始套接字(RawSocket)满足了这样的要求。原始套接字能够生成自己的数据报文,包括报头和数据报本身的内容。通过原始套接字,可以更加自如地控制Windows下的多种协议,而且能够对网络底层的传输机制进行控制。 网络数据包截获机制一般指通过截获整个网络的所有信息流，根据信息源主机，目标主机，服务协议端口等信息，简单过滤掉不关心的数据，再将用户感兴趣的数据发送给更高层的应用程序进行分析。一般数据包的传输路径依次为网卡、设备驱动层、数据链路层、 IP 层、传输层、最后到达应用程序。IP 数据包的捕获就是将经过数据链路层的以太网帧拷贝出一个备份，传送给 IP 数据包捕获程序进行相关的处理。 IP 数据包的捕获程序一般由数据包捕获函数库和数据包分析器组成。数据包捕获函数库是一个独立于操作系统的标准捕获函数库。主要提供一组可用于查找网络接口名称、打开选定的网络接口、初始化、设置包过滤条件、编译过滤代码、捕获数据包等功能函数。对捕获程序而言，只需要调用数据包捕获函数库的这些函数就能获得所期望的 IP 数据包。这种捕获程序与数据包捕获函数库分离的机制，使得编写的程序具有很好的可移植性。IP 数据包捕获程序的核心部分就是数据包分析器。数据包分析器应具有识别和理解各种协议格式