IP包流量分析——项目报告.docVIP

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＜IP包流量分析＞

项目设计报告

需求分析

实验目的：要求对IP包流量分析，目的就是设计一个解析IP数据包的程序，并根据这个程序，说明IP数据包的结构及IP协议的相关问题，从而对IP层的工作原理有更好的理解和认识。

实验任务：（1）掌握IP数据报格式和报头各字段含义；

（2）基于RAWSocket和wincap(或lipcap)实现IP数据包的捕获；

（3）掌握分析与统计IP数据包信息的基本方法。

实验环境：1~2台PC机

操作系统：Windows7

开发环境：MicrosoftVisualC++6.0

1.1问题重述

可以直接看出IP数据包格式以及专业更好的理解报头各字段的含义。编写程序，捕获一段时间内以本机为源地址或目的地址的IP数据包，统计IP数据包的信息；目标是捕获网络中的IP数据包，解析数据包的内容，将结果显示在标准输出上，并同时写入日志文件。

程序的具体要求如下：

1）以命令行形式运行：ipparselogfile，其中ipparse是程序名,而logfile则代表记录结果的日志文件。

2）在标准输出和日志文件中写入捕获的IP包的版本、头长度、服务类型、数据包总长度、数据包标识、分段标志、分段偏移值、生存时间、上层协议类型、头校验和、源IP地址和目的IP地址等内容。

3）当程序接收到键盘输入Ctrl+C时退出

2概要设计

2.1原理概述

IP协议是一种不可靠，无连接的数据报传输服务协议，它提供的是一种“尽力而为”的服务。

互联网络层是TCP/IP协议参考模型中的关键部分.IP协议把传输层送来的消息组装成IP数据包,并把IP数据包传送给数据链层.IP协议在TCP/IP协议族中处于核心地位,IP协议制定了统一的IP数据包格式,以消除个通信子网中的差异,从而为信息发送方和接收方提供了透明的传输通道.编制本程序前,首先要对IP包的格式有一定了解,图1给出了IP协议的数据包格式.

IP数据包的第一个字段是版本字段,其度是4位,表示所使用的IP协议的版本.目前的版本是IPV4,版本字段的值是4,下一代版本是IPV6,版本字段值是6.本程序主要针对版本是IPV4的数据包的解析.

报头标长字段为4位,它定义了以4B为一个单位的IP包的报文长度.报头中除了选项字段和填充域字段外,其他各字段是定长的.因此,IP数据包的头长度在20—40B之间,是可变的.

04816192431

版本

报头标长

服务类型

总长度

标识

标志

片偏移

生存时间

协议

头校验和

源IP地址

目的IP地址

选项

填充域

数据部分

图1IP数据包的格式

比特08162431

源端口

目的端口

序号

确认号

数据偏移

保留

U

R

G

A

C

K

P

S

H

P

S

T

S

Y

N

F

I

N

窗口

校验和

紧急指针

TCP报文段固定首部格式

本程序使用套接字socket编程，将网卡设为能够接受流经网卡的所有类型的数据包。首先，初始化套接字，然后监听数据包，解析数据包。

SOCKETsock=socket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP)用来创建套接字，其参数为通信发生的区字段和套接字的类型。

WSAIoctl(sock,IO_RCVALL,dwBufferInLen,sizeof(dwBufferInLen)函数用来把网卡设置为混杂模式。

描述符，缓冲区的地址，缓冲区的大小。recv(sock,buffer,65535,0)函数用来接收经过的IP包，其参数分别是套接字

typedefstructIP_HEAD

{

}}ip_head;用来定义IP头部数据。

setsockopt(sock,IPPROTO_IP,IP_HDRINCL,(char*)函数用来获取本机IP地址

htons()函数将无符号短整型转换为网络字节顺序的数据

2.1行为模型

程序流程图

3详细设计

3.1网卡设置

为了获取网络中的IP数据包，必须对网卡进行编程，在这里使用套接字(socket)进行编程。但是，在通常情况下，网络通信的套接字程序只能响应与自己硬件地址相匹配的数据包或是以广播形式发出的数据包。对于其他形式的数据包，如已到达网络接口，但却不是发送到此地址的数据包，网络接口在骓投递地址并非自身地址之后将不引起响应，也就是说应用程序无法收取与自己无关的数据包。我们要想获取网络设备的所有数据包，就是需要将网卡设