1、湖北工业大学 课 程 设 计 报 告设计题目：TCP 数据包的发送和接收专 业：计算机科学与技术班 级：10 计科 2 班学 号：1010311211姓 名：吕红杰指导老师：涂军一设计题目发送和接收 TCP 数据包二设计要求1正确理解题意；2具有良好的编程规范和适当的注释；3有详细的文档，文档中应包括设计题目涉及的基础知识、设计思路、程序流程图、程序清单、开发中遇到的问题及解决方法、设计中待解决的问题及改进方向。三需求分析TCP 是一种面向连接的、可靠的传输层协议。TCP 协议工作在网络层 IP 协议的基础上。本课程设计的目的是设计一个发送和接收 TCP 数据包的程序，其功能是填充一个 TCP
2、 数据包，发送给目的主机，并在目的主机接收此 TCP 数据包，将数据字段显示显示在标准输出上。四具体设计1.创建一个原始套接字，并设置 IP 头选项SOCKET sock; sock = socket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP); 或者： sock=WSASoccket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP,NULL,0,WSA_FLAG_OVERLAPPED); 这里，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,必须将标志位置位置为WSA_FLAG_OVERLAPPED。在本课程设计中，发送 TC
3、P 包时隐藏了自己的IP 地址，因此我们要自己填充 IP 头，设置 IP 头操作选项。其中 flag 设置为ture，并设定 IP_HDRINCL 选项，表明自己来构造 IP 头。setsockopt(sock, IPPROTO_IP, IP_HDRINCL, (char *)int timeout=1000；setsockopt(sock, SOL_SOCKET,SO_SNDTIMEO,(char*)在这里我们使用基本套接字 SOL_SOCKET，设置 SO_SNDTIMEO 表示使用发送超时设置，超时时间设置为 1000ms。2.构造 IP 头和 TCP 头这里， IP 头和 TCP 头以
4、及 TCP 伪部的构造请参考下面它们的数据结构。typedef struct _iphdr /定义 IP 首部 UCHAR h_lenver; /4 位首部长度+4 位 IP 版本号 UCHAR tos; /8 位服务类型 TOS USHORT total_len; /16 位总长度（字节） USHORT ident; /16 位标识 USHORT frag_and_flags; /3 位标志位 UCHAR ttl; /8 位生存时间 TTL UCHAR proto; /8 位协议 (TCP, UDP 或其他 ) USHORT checksum; /16 位 IP 首部校验和 ULONG so
5、urceIP; /32 位源 IP 地址 ULONG destIP; /32 位目的 IP 地址 IP_HEADER; typedef struct psd_hdr /定义 TCP 伪首部 ULONG saddr; /源地址 ULONG daddr; /目的地址 UCHAR mbz; /没用UCHAR ptcl; /协议类型 USHORT tcpl; /TCP 长度 PSD_HEADER; typedef struct _tcphdr /定义 TCP 首部 USHORT th_sport; /16 位源端口 USHORT th_dport; /16 位目的端口 ULONG th_seq; /3
6、2 位序列号 ULONG th_ack; /32 位确认号 UCHAR th_lenres; /4 位首部长度/6 位保留字 UCHAR th_flag; /6 位标志位 USHORT th_win; /16 位窗口大小 USHORT th_sum; /16 位校验和 USHORT th_urp; /16 位紧急数据偏移量 TCP_HEADER; 3.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：USHORT checksum(USHORT *buffer, int size)
7、unsigned long cksum=0; while(size 1) cksum+=*buffer+; size -=sizeof(USHORT); if(size ) cksum += *(UCHAR*)buffer; cksum = (cksum 16) + (cksum cksum += (cksum 16); return (USHORT)(cksum);4.流程图 IPIPTCPTCPTCP五实验内容1.先用 vc+编译运行程序代码2.用命令指示符运行 Debug 下的 sendTCP3.输入源 ip 和端口及目的 ip 和端口4.输入发送内容5.发送完成六附代码#include
8、 #include #include #include #include #include #include #include #pragma comment(lib,“ws2_32.lib“)#define IPVER 4 /IP 协议预定#define MAX_BUFF_LEN 65500 /发送缓冲区最大值typedef struct ip_hdr /定义 IP 首部 UCHAR h_verlen; /4 位首部长度,4 位 IP 版本号 UCHAR tos; /8 位服务类型 TOS USHORT total_len; /16 位总长度（字节） USHORT ident; /16 位标
9、识 USHORT frag_and_flags; /3 位标志位 UCHAR ttl; /8 位生存时间 TTL UCHAR proto; /8 位协议 (TCP, UDP 或其他) USHORT checksum; /16 位 IP 首部校验和 ULONG sourceIP; /32 位源 IP 地址 ULONG destIP; /32 位目的 IP 地址 IP_HEADER; typedef struct tsd_hdr /定义 TCP 伪首部 ULONG saddr; /源地址ULONG daddr; /目的地址 UCHAR mbz; /没用UCHAR ptcl; /协议类型 USHOR
10、T tcpl; /TCP 长度 PSD_HEADER; typedef struct tcp_hdr /定义 TCP 首部 USHORT th_sport; /16 位源端口 USHORT th_dport; /16 位目的端口 ULONG th_seq; /32 位序列号 ULONG th_ack; /32 位确认号 UCHAR th_lenres; /4 位首部长度/6 位保留字 UCHAR th_flag; /6 位标志位 USHORT th_win; /16 位窗口大小 USHORT th_sum; /16 位校验和 USHORT th_urp; /16 位紧急数据偏移量 TCP_HE
11、ADER; /CheckSum:计算校验和的子函数 USHORT checksum(USHORT *buffer, int size) unsigned long cksum=0; while(size 1) cksum+=*buffer+; size -=sizeof(USHORT); if(size) cksum += *(UCHAR*)buffer; cksum = (cksum 16) + (cksum cksum += (cksum 16); return (USHORT)(cksum); int ReadData(char *str,int maxlen)int readlen=0
12、;char ch=NULL;if(str=NULL|maxlen=0) printf(“ReadData Error!n“);return 0;/failedprintf(“Input Data(End By Ctrl+Z): n“);while(maxlen)ch=getchar();if(ch=EOF) break;strreadlen+=ch;maxlen-;strreadlen=NULL;return readlen;int main(int argc, char* argv) WSADATA WSAData; SOCKET sock; IP_HEADER ipHeader; TCP_
13、HEADER tcpHeader; PSD_HEADER psdHeader; char Sendto_BuffMAX_BUFF_LEN; /发送缓冲区unsigned short check_BuffMAX_BUFF_LEN; /检验和缓冲区char tcp_send_data1000;int read_data_len=0;BOOL flag; int rect,nTimeOver;if(argc!= 5) printf(“Usage: SendTcp soruce_ip source_port dest_ip dest_port n“); return false; read_data_
14、len=ReadData(tcp_send_data,1000);if(read_data_len=0) return 1;if(WSAStartup(MAKEWORD(2,2), return false; if(sock=WSASocket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_RAW,NULL,0,WSA_FLAG_OVERLAPPED)=INVALID_SOCKET) printf(“Socket Setup Error!n“); return false; flag=true; if(setsockopt(sock,IPPROTO_IP,IP_HDRINCL,(char*
15、) return false; nTimeOver=1000; if (setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO, (char*) return false; /填充 IP 首部 ipHeader.h_verlen=(IPVER4 | sizeof(ipHeader)/sizeof(unsigned long); ipHeader.tos=(UCHAR)0; ipHeader.total_len=htons(unsigned short)sizeof(ipHeader)+sizeof(tcpHeader)+read_data_len); ipHeader
16、.ident=0; /16 位标识ipHeader.frag_and_flags=0; /3 位标志位ipHeader.ttl=128; /8 位生存时间 ipHeader.proto=IPPROTO_TCP; /协议类型ipHeader.checksum=0; /检验和暂时为 0ipHeader.sourceIP=inet_addr(argv1); /32 位源 IP 地址ipHeader.destIP=inet_addr(argv3); /32 位目的 IP 地址/计算 IP 头部检验和memset(check_Buff,0,MAX_BUFF_LEN);memcpy(check_Buff,
17、ipHeader.checksum=checksum(check_Buff,sizeof(IP_HEADER);/构造 TCP 伪首部psdHeader.saddr=ipHeader.sourceIP;psdHeader.daddr=ipHeader.destIP;psdHeader.mbz=0;psdHeader.ptcl=ipHeader.proto;psdHeader.tcpl=htons(sizeof(TCP_HEADER)+read_data_len);/填充 TCP 首部 tcpHeader.th_dport=htons(atoi(argv4); /16 位目的端口号tcpHead
18、er.th_sport=htons(atoi(argv2); /16 位源端口号 tcpHeader.th_seq=0; /SYN 序列号tcpHeader.th_ack=0; /ACK 序列号置为 0/TCP 长度和保留位tcpHeader.th_lenres=(sizeof(tcpHeader)/sizeof(unsigned long)4|0); tcpHeader.th_flag=2; /修改这里来实现不同的标志位探测，2 是SYN，1 是/FIN，16 是 ACK 探测 等等 tcpHeader.th_win=htons(unsigned short)16384); /窗口大小tcp
19、Header.th_urp=0; /偏移大小 tcpHeader.th_sum=0; /检验和暂时填为 0/计算 TCP 校验和 memset(check_Buff,0,MAX_BUFF_LEN);memcpy(check_Buff, memcpy(check_Buff+sizeof(psdHeader), memcpy(check_Buff+sizeof(PSD_HEADER)+sizeof(TCP_HEADER),tcp_send_data,read_data_len);tcpHeader.th_sum=checksum(check_Buff,sizeof(PSD_HEADER)+size
20、of(TCP_HEADER)+read_data_len); /填充发送缓冲区memset(Sendto_Buff,0,MAX_BUFF_LEN);memcpy(Sendto_Buff,memcpy(Sendto_Buff+sizeof(IP_HEADER),memcpy(Sendto_Buff+sizeof(IP_HEADER)+sizeof(TCP_HEADER),tcp_send_data,read_data_len);int datasize=sizeof(IP_HEADER)+sizeof(TCP_HEADER)+read_data_len;/发送数据报的目的地址SOCKADDR_I
21、N dest; memset(dest.sin_family=AF_INET; dest.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv3); dest.sin_port=htons(atoi(argv4);rect=sendto(sock,Sendto_Buff,datasize, 0,(struct sockaddr*) if (rect=SOCKET_ERROR) printf(“send error!:%dn“,WSAGetLastError(); return false; else printf(“nsend ok!n“);closesocket(sock); WSACleanup(); return 1;
