计算机网络与通信
课程设计报告
实验项目名称 IP数据包的捕获与解析
实验学生班级电力通信122
实验学生学号 ********* 实验学生姓名颜辉
同组学生姓名无
实验时间12.15～12.19
实验地点信息楼C322
实验成绩评定
指导教师签字
2014 年 12 月 20 日
目录
一.课程设计应达到的目的--------------------------------1
二.课程设计题目及要求----------------------------------1
三.课程设计思想----------------------------------------1
四.课程设计流程图--------------------------------------3 五．部分程序设计的分析---------------------------------3 六．IP数据包解析代码-----------------------------------6 七．运行结果-------------------------------------------11 八．总结-----------------------------------------------11 九．参考文献-------------------------------------------12
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。
