实验报告实验名称：计算机网络课程设计
学生姓名： xxxxxxxxxxxxxxx
专业： xxxxxxxxxxxxxxx
班级： xxxxxxxxxxxxxxx
学号： xxxxxxxxxxxxxxx
指导教师： xxxxxxxxxxxxxxx
实验成绩：
实验地点：
实验时间： 2016 年 5 月 6 日
一、实验目的与实验要求
1、实验目的
将书本上抽象的概念与具体实现技术结合，通过网络软件编程的实践，深入理解理论课上学习到的ARP、IP、TCP等重要网络协议的原理，通过自己动手编程封装与发送这些数据包，加深对网络协议的理解，掌握协议帧的结构和工作原理及其对协议栈的贡献。
2、实验要求
网络课程设计包含两个部分的内容：
题目一是数据包的封装发送和解析（ARP/IP/TCP），要求使用Winpcap技术和Socket技术，根据ARP/IP/TCP帧的结构，封装数据包发送到局域网中。另外要捕获网络中的TCP/IP/ARP数据包，解析数据包的内容，并将结果显示，并同时写入日志文件。
题目二是从可选题目中选择一个，可选题目均是网络应用小程序，要求小组使用网络编程技术设计并实现一个网络应用程序，加深对网络协议协的理解，并锻炼网络编程能力。
二、实验设备（环境）及要求
1、实验硬件设备：
计算机型号：联想ThinkPad T430u
处理器型号：Intel i5 主频：1.8Hz
网卡型号：(1)Realtek PCIe GBE (2)Broadcom 802.11n
2、实验软件要求：
操作系统：Windows10
应用软件：Visual Studio 2015 Pro
3、小组成员及分工：
三、实验内容与步骤
1、实验1：数据包的封装发送和解析（ARP/IP/TCP）
（1）实验内容
1)程序目标：
根据IP帧的结构，封装IP数据包发送到局域网中。并捕获网络中的IP数据包，解析数据包的内容，并将结果显示，并同时写入日志文件。
2)程序功能：
以命令行形式运行
在标准输出中显示捕获的IP报文的首部字段的内容。
使用winpcap访问网卡，手动封装
定义IP首部的数据结构
填充数据包，发送数据包，捕获数据包
使用winpcap，捕获IP数据包
（2）主要步骤
1)总体设计：
a.获取设备列表并打印，打开所选择的适配器；
b.准备工作：定义ip相关的结构体、打开要存放结果的文件，设置过滤器，手
写ip数据报（内容有无效的MAC源和目的地址，和均为本机地址的ip源地址和目的地址，即发给自己一个ip报文），设置抓到数据报的解析和输出到文件的操作函数（解析ip报，打印并写入文件：报文的版本、协议、源和目的地址等）。
c.发包、抓包。
d.分析获取的数据。
2)具体实现：
}
2、实验2：子网内文件传送
（1）实验内容
（明确的实验内容）
设计并实现一个局域网内部的文件传送工具，使用TCP协议进行可靠文件传输。以图形界面运行，不同结点上文件自动同步
（2）主要步骤
（详细的实验步骤（系统/方法/算法等），图文结合）
1)问题定义：
实现一个局域网内的文件传送与聊天的软件
2)需求分析：
局域网内的文件传送应当具备以下功能：
在线用户的及时发现和更新
选择一对一或者一对多对话模式
与选择用户进行聊天和文件传输
用户下线通知与更新用户列表
3)系统设计：
参考飞鸽传书的实现原理，总结设计方案如下：
架构设计：本系统采用本地应用程序设计，仅适用于在同一局域网的主机通信；
互相发现：本系统运行时启动局域网广播线程，发出包含主机名称、主机IP以及新加入标识符的广播表明自己新加入；
用户列表：监听到其他用户的广播信息后更新列表，显示当前在线的用户名和用户IP；
更新列表：在系统退出时会广播本机信息，标识表明自己离开，其余在线用户接收到信息后更新提示该用户下线；
选择用户：可以单独选择或者多项选择用户列表中的用户；
发送消息：选择用户后，在输入框中输入聊天信息，点击“发送”按钮系统会发送UDP数据包给对应用户的ip地址，端口是8011；
接受消息：系统实时监听8011端口以接受不同用户发来的消息并展示在聊天窗口中；
发送文件：选择指定用户，点击“发送文件”按钮，选择本机相应文件后，与目标用户建立TCP连接，发送字节流。端口为8011；
接受文件：监听到有TCP连接请求时建立实时连接，系统提示用户是否接收文件，选择接收后选择相应路径与文件名后进行接收，接收成功后再聊天窗口显示提示信息。
4)详细设计：
①局域网用户列表的建立：软件启动后定时的使用UDP协议向255.255.255.255这个广播地址发送广播包,端口设置为8001。广播包内容包含主机名、IP、标识符等信息，已启动软件的用户通过8001端口收到此广播包后，就会在自己的用户列表中添加这个用户的用户名、IP地址等信息，从而局域网内的本系统用户都能建立起用户列表；
②传送与接收信息：传送聊天信息时同样使用UDP协议，用户填写消息后点击按钮调用发送消息的函数，然后通过8011端口发送UDP包。系统在启动时通过开辟新线程来监听8011端口，时刻监听发送到本机的信息。
③发送文件：用户发送文件时建立一个带参数的线程来发送文件，调用相应的TCP发送函数来发送文件，使用的是8001端口，由于协议不同因此与之前的广播并不冲突；
④接收文件：软件启动时开启一个线程用来接收文件，此线程在正常工作条件下处于阻塞监听状态，直到收到建立TCP连接的请求，之后提示用户收到文件选择是否接受，之后选择保存路径，进行接收。
⑤用户离开：用户离线时发送一个离线广播包到255.255.255.255的8001端口，包中含有LEAVE的标识符，收到此广播包的用户，根据包中的IP地址删除用户列表中相应的用户信息，并在聊天窗口显示“XXX用户已经离开”；
⑥聊天记录保存：考虑到用户有保存聊天记录的需求，在聊天记录右侧点击“保存”按钮，可以将当前聊天记录保存为txt文件到用户指定目录中。或点击“清空”，清空当前用户聊天记录。
