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1、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
2、,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USHO
3、RTtcpl;/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
4、=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
5、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=(cksum16)+(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。
6、cksum+=(cksum16);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#include套接字头文件#include设置或获取,链接套接字#includeinclude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#include#include#pragmacomment(lib,ws2_32.1ib)#defineIPVER4/IP协议预定#defineMAX_BUFF_LEN65500发送缓冲区最大值typedefstructip_hdr
7、f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
8、 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
9、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=(cksum16)+(cksum&OXffff)；右移16位,得到前16位，再加上cksum&Oxffff,Oxffff就是全是1,就是cksu
10、m等于cksum加上他的前16位。cksum+=(cksum16);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_se
11、nd_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_FL
12、AG_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(nTimeO
13、ver)=SOCKET_ERROR)(printf(,setsockoptSO_SNDTIMEOerror!n);returnfalse;填充IP首部ipHeader.h_verlen=(lPVER4sizeof(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
14、=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(chec
15、k_Buff,sizeof(IP_HEADER);构造TCP伪首部psdHeader.saddr=ipHeader.sourceIP;psdHeader.daddr=ipHeader.destIP;psdHeader.mbz=O;psdHeader.ptcl=ipHeader.roto;psdHeader.tcpl=htons(sizeof(TCP_HEADER)+sizeof(tcp_send_data);填充TCP首部tcpHeader.th_dport=htons(atoi(argv4);/16位目的端口号tcpHeader.th.sport=htons(atoi(argv2);/16位
16、源埠号tcpHeader.th_seq=O;/SYN序列号tcpHeader.th_ack=O;/ACK序列号置为0/TCP长度和保留位tcpHeader.th_lenres=(sizeof(tcpHeader)/sizeof(unsignedlong)40);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(unsignedshort)16384);窗口大小tcpHeader.th_urp=O;偏移大小tcpHeader.th_sum=O;检验和暂时填为0计算TCP校验和mems
17、et(check_Buff,O,MAX_BUFF_LEN);memcpy(check_Buff,&psdHeader,sizeof(psdHeader);memcpy(check_Buff+sizeof(psdHeader),&tcpHeader,Sizeof(IcpHeader);memcpy(check_BUff+Sizeof(PSD-HEADER)+SiZeOf(TCPHEADER),tcp_send_data,sizeof(tcp_send_data);tcpHeader.th_sum=checksum(check_Buff,sizeof(PSD_HEADER)+sizeof(TCP_
18、HEADER)+sizeof(tcp_send_data);填充发送缓冲区memset(Sendto_Buif,0,MAX_BUFF_LEN);memcpy(Sendto_Buff,&ipHeader,sizeof(IP-HEADER);memcpy(Sendto_Buff+sizeof(IP_HEADER),&tcpHeader,SiZeOf(TCP_HEADER);memcpy(Sendto_BUfT+sizeof(IP_HEADER)+SiZeOf(TCPHEADER),tcp_send_data,sizeof(tcp_send_data);intdatasize=sizeof(IP_H
19、EADER)+sizeof(TCP_HEADER)+sizeof(tcp_send_data);发送数据报的目的地址S0CKADDR.INdest;memset(&dest,0,sizeof(dest);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,O,(structsockaddr*)bind()listen()accept()connect()sendto()Send()等。
20、第三、四天，主要是编程实现，调试源程序，不断发现问题并修改和继续写报告。我们在调试过程中也出现了一些错误。如L语法错误。通过改定义类型和加分号等来处理。2.此台电脑能用，另一台电脑却不行。思考后，我认为是电脑设置问题。3.运行不出预想的结果。程序有问题，上网搜资料，改程序。五、心得体会(组内成员的分工及实习期间的体会)成员的分工：1 .翟浩杰全程负责。2 .翟浩杰，孙玉陈，胡长义商量设计和完成哪个项目。3 .翟浩杰负责把程序整理出来。4 .胡长义负责写调试运行程序。5 .孙玉陈负责搜集资料，写概要设计。翟浩杰进行补充，写详细设计，用户手册等。6 .翟浩杰负责程序及文档最后的审核。经过长达一个多
21、星期的准备和思考，项目总算完成了，颇有一番成就感。在对TCP数据包进行填充时，首先需要我们去充分了解它的数据结构，在这个过程中可以了解相应字节上应该存放的内容和它们的功能。期间我感受颇深，我感到我们学的知识模模糊糊，掌握的很不准确。我们掌握的的确是很不系统，不全面。在实现TCP数据包的发送中，我第一次深深接触了网络编程接口socket套接字的相关知识。我们以后要常常复习自己所学的知识，并多看例题，多上机运行程序，多动手编写程序。为了提高我们的能力，我们也应该多看计算机的相关书籍,丰富自己的知识。六、用户手册(系统的使用方法介绍)这里的程序是我们在MiCrOSoftVisualC+6.0下编写的源程序，然后调试成功后运行，生成可执行文件Tcp.exeo因为该程序是带参数的，所以进入dos窗口，并进入到该可执行文件的目录下后，我们在命令提示行下输入：TCP192.168.0.362192.168.0.4030等命令,可做不同的尝试,其运行结果如下：七、参考文献(1)谢希仁编著，计算机网络(第六版)，电子工业出版社。(2)TCP/IP网络原理与技术，清华大学出版社。(3)上网查询相关资料。
