发送TCP数据包设计报告.docx
计算机网络课程设计报告发送TCP数据包一、问题描述经过我们的慎重思考和搜集各个问题的资料及与其他同学的交流，我们所选的问题是发送TCP数据包。众所周知，TCP（传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的传输层协议。TCP协议在网络层IP协议的基础上，向应用层用户进程提供可靠的、全双工的数据传输流。本课程设计的目的就是设计一个发送TCP数据包的程序，并根据本设计说明TCP数据包的结构以及TCP协议与IP协议的关系，使大家对TCP协议的工作原理有更深入的认识。二、概要设计（抽象数据类型定义）typedefstructip_hdrI定义IP首部IUCHARh_verlen;UCHARtos;4位首部长度,4位IP版本号/8位服务类型ToSUSHORTtotalJen;USHORTident;16位总长度（字节）/16位标识USHORTfrag_and_flags;UCHARttl;UCHARproto;USHORTchecksum;ULONGsourceIP;ULONGdestIP;IP.HEADER;/3位标志位8位生存时间TTL/8位协议（TCP,UDP或其它）16位IP首部校验和/32位源IP地址32位目的IP地址typedefstructtsd_hdr定义TCP伪首部(ULONGsaddr;源地址ULONGdaddr;目的地址UCHARmbz;没用UCHARptcl;协议类型USHORTtcpl;/TCP长度PSD_HEADER;typedefstructtcp_hdrI定义TCP首部IUSHORTth.sport;USHORTth.dport;ULONGth.seq;ULONGth.ack;16位源埠/16位目的端口/32位序列号/32位确认号UCHARthjenres;UCHARth.flag;USHORTth.win;USHORTth_sum;USHORTth_urp;4位首部长度/6位保留字/6位标志位16位窗口大小/16位校验和/16位紧急数据偏移量TCP.HEADER;三、详细设计(主要算法和函数间的调用关系)3.1使用原始套接字SOCKETsock;SoCk=SOCket(AFNET,SOCK_RAWjPPROTOP);或者用下面的定义写：sock=WSASoccket(AF_INET,SOCK-RAW,IPPROTO_IP,NULL,0,WSA_FLAG_OVERLAPPD);这里，我们设置了SoCK_RAW标志，表示我们声明的是一个原始套接字类型。为使用发送接收超时设置,必须将标志位置置为WSA_FLAG_OVERLAPPED“在本课程设计中，发送TCP包时陂藏了自己的IP地址，因此我们要自己填充IP头，设置IP头操作选项。3.2计算校验和的子函数。在填充数据包的过程中，需要调用计算校验和的函数CheCkSUm两次，分别用于校验IP头和TCP头部(加上伪头部)，其实现代码如下：USHORTchecksum(USHORT*buffer,intsize)(unsignedlongcksum=0;/累力口和初始值WhiIe(SizOl)多少个USHORT型数据(cksum+=*buffer+;算计累加和size-=Sizeof(USHORT);个数-1)if(size)如果有非对齐的下余数据(cksum+=*(UCHAR*)buffer;+余下的数值cksum=(cksum»16)+(cksum&OXffff);右移16位,得到前16位，再加上cksum&Oxffff,Oxffff就是全是1,就是cksum等于cksum加上他的前16位。cksum+=(cksum»16);然后cksum等于cksum力口上cksum的前16位。return(USHORT)(cksum);返回它的反(USHORT型)3.3程序流程图源代码#include<stdio.h>#include<winsock2.h>套接字头文件#include<ws2tcpi.h>设置或获取,链接套接字#include<time.h>include<windows.h>重要的头文件,包含基本数据类型定义，图形设备接口函数等#include<string.h>#include<stdlib.h>#include<iostream.h>#pragmacomment(lib,"ws2_32.1ib")#defineIPVER4/IP协议预定#defineMAX_BUFF_LEN65500发送缓冲区最大值typedefstructip_hdrf定义IP首部IUCHARh_verlen;UCHARtos;USHORTtotalJen;USHORTident;/4位首部长度,4位IP版本号/8位服务类型TOS16位总长度（字节）16位标识USHORT frag_and_flags;UCHAR ttl;UCHAR proto;USHORT checksum;ULONG sourceIP;ULONG destIP; IP,HEADER;/3位标志位/8位生存时间TTL/8位协议（TCP,UDP或其它）16位IP首部校验和/32位源IP地址ULONG saddr;ULONG daddr;UCHAR mbz;UCHAR ptcl;USHORT tcpl; )PSD.HEADER;源地址目的地址没用协议类型/TCP长度typedef struct tcp_hdr 定义 TCP 首部USHORT th.sport;USHORT th_dport;ULONG th_seq;ULONG th_ack;UCHAR th_lenres;UCHAR th,flag;USHORT th.win;USHORT th_sum;USHORT th.urp;TCP.HEADER;/16位源端口16位目的端口/32位序列号/32位确认号4位首部长度/6位保留字/6位标志位16位窗口大小/16位校验和16位紧急数据偏移量/CheckS um:计算校验和的子函数USHORT checksum(USHORT *buffer, int size)unsigned long cksum=0; 累加和初始值while(size >1)多少个USHORT型数据/32位目的IP地址typedefstructtsd_hdr定义TCP伪首部cksum+=*buffer+;计算累加和size-=Sizeof(USHORT);个数-1if(size)余下的数据cksum+=*(UCHAR*)buffer;十余卜的数值cksum=(cksum»16)+(cksum&OXffff)；右移16位,得到前16位，再加上cksum&Oxffff,Oxffff就是全是1,就是cksum等于cksum加上他的前16位。cksum+=(cksum»16);然后CkSUm等于CkSUnI力口上CkSUnI的前16位。return(USHORT)(cksum);返回它的反(USHoRT型)intmain(intargc,char*argv)(WSADAAWSAData;SOCKETsock;IP_HEADERipHeader;TCP.HEADERtcpHeader;PSD_HEADERpsdHeader;charSendto.BuffMAX-BUFF-LEN;发送缓冲区unsignedshortcheck_BuffMAX_BUFF_LEN;/检验缓冲区constchartcp_send_data="Thisismyhomeworkofnetwort,Iamhappy!")；BOOLflag;intrect,nTimeOver;if(argc!=5)(printf(',Useage:SendTcpsoruce_ipsource_portdest_ipdest_portn);returnfalse;)if(WSAStartUP(MAKEWORD(2,2),&WSAData)!=O)(printf("WSAStartupError!nH);returnfalse;)if(sock=WSASocket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_RAW,NULL,0,WSA_FLAG_OVERLAPPED)=INVALID_SOCKET)(printf(,SocketSetupError!n");returnfalse;)flag=true;if(setsockopt(sock,IPPROTO_IP,IP_HDRINCU(char*)&flag,sizeof(flag)=SOCKET-ERROR)(printf(',setsockopt1P_HDRINCLerror!n");returnfalse;)nTimeOver=1000;if(setsockopt(sock,SOL.SOCKET,SO.SNDTIMEO,(char*)&nTimeOver,sizeof(nTimeOver)=SOCKET_ERROR)(printf(,setsockoptSO_SNDTIMEOerror!n");returnfalse;填充IP首部ipHeader.h_verlen=(lPVER«4sizeof(ipHeader)sizeof(unsignedlong);ipHeader.tos=(UCHAR)0;ipHeader.totalJen=htons(unsignedshort)sizeof(ipHeader)+sizeof(tcpHeader)+sizeof(tcp_send_data);ipHeader.ident=O;/16位标识ipHeader.frag_and_flags=O;/3位标志位ipHeader.ttl=128;/8位生存时间ipHeader.proto=IPPROTOJDP;/协议类型ipHeader.checksum=O;/检验和暂时为0ipHeader.sourcelP=inet_addr(argv1);/32位源IP地址ipHeader.destlP=inet-addr(argv3);/32位目的IP地址/计算IP头部检验和memset(check_Buff,O,MAX_BUFF_LEN);memcpy(check_Buff,&ipHeader,sizeof(IP_HEADER);ipHeader.checksum=checksum(check_Buff,sizeof(IP_HEADER);构造TCP伪首部psdHeader.saddr=ipHeader.sourceIP;psdHeader.daddr=ipHeader.destIP;psdHeader.mbz=O;psdHeader.ptcl=
