TCP数据包的发送和接收设计报告样本.doc

湖北工业大学
课 程 设 计 报 告

设计题目：TCP数据包发送和接受

专 业：计算机科学与技术

班 级：10计科2班

学 号：

姓 名：吕红杰

指引教师：涂军

一．设计题目
发送和接受TCP数据包
二．设计规定
1．对的理解题意；
2．具备良好编程规范和恰当注释；
3．有详细文档，文档中应涉及设计题目涉及基本知识、设计思路、程序流程图、程序清单、开发中遇到问题及解决办法、设计中待解决问题及改进方向。
三．需求分析
TCP是一种面向连接、可靠传播层合同。TCP合同工作在网络层IP合同基本上。本课程设计目是设计一种发送和接受TCP数据包程序，其功能是填充一种TCP数据包，发送给目主机，并在目主机接受此TCP数据包，将数据字段显示显示在原则输出上。
四．详细设计
1.创立一种原始套接字，并设立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，设立了SOCK_RAW标志，表达咱们声明是一种原始套接字类型。
为使用发送接受超时设立,必要将标志位置位置为WSA_FLAG_OVERLAPPED。在本课程设计中，发送TCP包时隐藏了自己IP地址，因而咱们要自己填充IP头，设立IP头操作选项。其中flag设立为ture，并设定 IP_HDRINCL 选项，表白自己来构造IP头。
setsockopt(sock，IPPROTO_IP，IP_HDRINCL，(char *)&Flag，sizeof(Flag));
int timeout=1000；
setsockopt(sock，SOL_SOCKET,SO_SNDTIMEO,(char*)&timeout，sizeof(timeout));
在这里咱们使用基本套接字SOL_SOCKET，设立SO_SNDTIMEO表达使用发送超时设立，超时时间设立为1000ms。
2.构造IP头和TCP头
这里， IP头和TCP头以及TCP伪部构造请参照下面它们数据构造。
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位标记
USHORT frag_and_flags；//3位标志位
UCHAR ttl； //8位生存时间 TTL
UCHAR proto； //8位合同 (TCP，UDP 或其她)
USHORT checksum； //16位IP首部校验和
ULONG sourceIP； //32位源IP地址
ULONG destIP； //32位目IP地址
}IP_HEADER；
typedef struct psd_hdr //定义TCP伪首部
{
ULONG saddr； //源地址
ULONG daddr； //目地址
UCHAR mbz； //没用
UCHAR ptcl； //合同类型
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位保存字
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.计算校验和子函数
在填充数据包过程中，需要调用计算校验和函数checksum两次，分别用于校验IP头和TCP头部（加上伪头部），其实当代码如下：
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 & 0xffff)；
cksum += (cksum >>16)；
return (USHORT)(~cksum);
}
4.流程图

五．实验内容
1.先用vc++编译运营程序代码
2.用命令批示符运营Debug下sendTCP

3.输入源ip和端口及目ip和端口

4.输入发送内容

5.发送完毕

六．附代码
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <winsock2.h>
#include <ws2tcpip.h>
#include <time.h>
#include <windows.h>
#include <stdlib.h>
#include <iostream.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")

#define IPVER 4 //IP合同预定
#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位标记
USHORT frag_and_flags； //3位标志位
UCHAR ttl； //8位生存时间 TTL
UCHAR proto； //8位合同 (TCP，UDP 或其她)
USHORT checksum； //16位IP首部校验和
ULONG sourceIP； //32位源IP地址
ULONG destIP； //32位目IP地址
}IP_HEADER；

typedef struct tsd_hdr //定义TCP伪首部
{
ULONG saddr； //源地址
ULONG daddr； //目地址
UCHAR mbz； //没用
UCHAR ptcl； //合同类型
USHORT 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位保存字
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；

//CheckSum:计算校验和子函数
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 & 0xffff)；
cksum += (cksum >>16)；
return (USHORT)(~cksum)；
}

int ReadData(char *str,int maxlen)
{
int readlen=0;
char ch=NULL;
if(str==NULL||maxlen<=0)
{
printf("ReadData Error!!!\n");
return 0;//failed
}
printf("Input Data(End By Ctrl+Z)：\n");
while(maxlen)
{
ch=getchar();
if(ch==EOF) break;
str[readlen++]=ch;
maxlen--;
}
str[readlen]=NULL;
return readlen;
}

int main(int argc，char* argv[])
{
WSADATA WSAData；
SOCKET sock；

IP_HEADER ipHeader；
TCP_HEADER tcpHeader；
PSD_HEADER psdHeader；

char Sendto_Buff[MAX_BUFF_LEN]； //发送缓冲区
unsigned short check_Buff[MAX_BUFF_LEN]；//检查和缓冲区
char tcp_send_data[1000];
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_len=ReadData(tcp_send_data,1000);
if(read_data_len<=0) return 1;

if(WSAStartup(MAKEWORD(2,2)，&WSAData)!=0)
{
printf("WSAStartup Error!\n")；
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*)&flag,sizeof(flag))==SOCKET_ERROR)
{
printf("setsockopt IP_HDRINCL error!\n")；
return false；
}
nTimeOver=1000；
if (setsockopt(sock，SOL_SOCKET，SO_SNDTIMEO，
(char*)&nTimeOver，sizeof(nTimeOver))==SOCKET_ERROR)
{
printf("setsockopt SO_SNDTIMEO error!\n")；
return false；
}

//填充IP首部
ipHeader.h_verlen=(IPVER<<4 | sizeof(ipHeader)/sizeof(unsigned long))；
ipHeader.tos=(UCHAR)0；
ipHeader.total_len=htons((unsigned short)sizeof(ipHeader)+sizeof(tcpHeader)+read_data_len)；
ipHeader.ident=0； //16位标记
ipHeader.frag_and_flags=0；//3位标志位
ipHeader.ttl=128；//8位生存时间
ipHeader.proto=IPPROTO_TCP；//合同类型
ipHeader.checksum=0；//检查和暂时为0
ipHeader.sourceIP=inet_addr(argv[1])； //32位源IP地址
ipHeader.destIP=inet_addr(argv[3])； //32位目IP地址

//计算IP头部检查和
memset(check_Buff,0,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=0;
psdHeader.ptcl=ipHeader.proto;
psdHeader.tcpl=htons(sizeof(TCP_HEADER)+read_data_len);

//填充TCP首部
tcpHeader.th_dport=htons(atoi(argv[4]))；//16位目端标语
tcpHeader.th_sport=htons(atoi(argv[2]))；//16位源端标语
tcpHeader.th_seq=0； //SYN序列号
tcpHeader.th_ack=0； //ACK序列号置为0
//TCP长度和保存位
tcpHeader.th_lenres=(sizeof(tcpHeader)/sizeof(unsigned long)<<4|0)；
tcpHeader.th_flag=2；//修改这里来实现不同标志位探测，2是SYN，1是//FIN，16是ACK探测 等等
tcpHeader.th_win=htons((unsigned short)16384)； //窗口大小
tcpHeader.th_urp=0； //偏移大小
tcpHeader.th_sum=0； //检查和暂时填为0

//计算TCP校验和
memset(check_Buff,0,MAX_BUFF_LEN);
memcpy(check_Buff,&psdHeader,sizeof(psdHeader))；
memcpy(check_Buff+sizeof(psdHeader),&tcpHeader,sizeof(tcpHeader))；
memcpy(check_Buff+sizeof(PSD_HEADER)+sizeof(TCP_HEADER),
tcp_send_data,read_data_len);
tcpHeader.th_sum=checksum(check_Buff,sizeof(PSD_HEADER)+
sizeof(TCP_HEADER)+read_data_len)；

//填充发送缓冲区
memset(Sendto_Buff,0,MAX_BUFF_LEN);
memcpy(Sendto_Buff,&ipHeader,sizeof(IP_HEADER));
memcpy(Sendto_Buff+sizeof(IP_HEADER),
&tcpHeader,sizeof(TCP_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;
//发送数据报目地址
SOCKADDR_IN dest；
memset(&dest,0,sizeof(dest));
dest.sin_family=AF_INET；
dest.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[3])；
dest.sin_port=htons(atoi(argv[4]));

rect=sendto(sock,Sendto_Buff,datasize，0,
(struct sockaddr*)&dest，sizeof(dest))；
if (rect==SOCKET_ERROR)
{
printf("send error!:%d\n",WSAGetLastError())；
return false；
}
else
printf("\nsend ok!\n");

closesocket(sock)；
WSACleanup()；
return 1；
}