計算機網絡課程設計(TCP數據報)

1、四四 川川 理理 工工 學學 院院課 程 設 計 書學院 計算機學院 專業(yè) 計算機科學與技術 班級 09 級計科八班 題目 發(fā)送 TCP 數據包 教師 王非 何紹榮 陳超 學生 張衛(wèi) 郭文娟 楊曉麗 四川理工學院計算機網絡課程設計II姓名姓名學號學號分工分工張衛(wèi)張衛(wèi)09101010814文檔編寫、排版、流程圖、文檔編寫、排版、流程圖、代碼編寫代碼編寫郭文娟郭文娟09101010819文檔編寫、排版、查找資料文檔編寫、排版、查找資料楊曉麗楊曉麗09101010828文檔編寫、排版、查找資料文檔編寫、排版、查找資料 四川理工學院計算機網絡課程設計III目目 錄錄摘要摘要.10引言引言.11設計課題

2、設計課題.211 課程設計課題.212 課程設計要求.22系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述.321 設計程序目的.322 程序設計思想 .323 程序運行操作平臺.33概要設計概要設計.431 相關知識.432程序流程圖：.64詳細設計詳細設計.941 定義各頭部數據結構.942 計算校驗和子程序.1043 填充數據包.1144 發(fā)送數據包.1345 執(zhí)行程序.155.擴展設計（擴展設計（C#實現）實現）.165.1 概述 .165.2 服務器端 .175.3 客服端.1954 執(zhí)行程序.216. 設計中遇到的問題設計中遇到的問題.217設計后的感想及收獲設計后的感想及收獲.2171 設計后對計算機網絡課程的

3、認識.2172 對此次課程設計的收獲 .22參考文獻參考文獻.22四川理工學院計算機網絡課程設計1發(fā)送 TCP 數據包摘要在這個課程設計中，主要對 TCP 數據包的結構以及 TCP 協(xié)議與 IP 協(xié)議的關系進行了說明。用 C 語言編程，設計一個發(fā)送 TCP 數據包的程序,并在發(fā)送成功后顯示一句“Send Ok” 。在設計的過程中，需要對 IP 首部、TCP 首部和偽首部定義數據結構，并且填充 IP 數據包和 TCP 數據包。在填充數據包的過程中，需要調用計算校驗和的函數，分別用于校驗 IP 頭和 TCP 頭部（加上偽頭部） 。在發(fā)送數據包的過程中，要填充發(fā)送緩沖區(qū)并填入數據報的目的地址。這樣整

4、個發(fā)送過程就結束了。擴展：用 C#設計一個服務器程序（Server） ，一個客戶端程序（Client） ，客戶端通過服務器的轉發(fā)向其他客服端發(fā)送數據，實現任意客服端的相互通信。0引言計算機網絡課程是一門很重要的專業(yè)課，它主要是對各個層的協(xié)議做了詳細的介紹，學習這門課程我們就必須掌握各個層的協(xié)議的工作原理。OSI模型有 7 個不同的層，分為兩個組。上面三層定義了中斷系統(tǒng)中的應用程序將被彼此通信，以及如何與用戶通信。下面 4 層定義了三怎樣進行端到端的數據傳輸。FOSI 參考模型的 7 層和各層的功能 1. Application layer （應用層）文件、打印、消息、數據庫和應用四川理工學院計

5、算機網絡課程設計2程序 uvQ7 2. Presentation layer（表示層） 數據加密、壓縮和轉換服務?C6 3. Session layer （會話層）會話控制 vH 4. Transport layer（傳輸層） 端到端連接 lz6k 5. Network layer （網絡層）路由選擇 01) cksum+=*buffer+; size -=sizeof(USHORT); if(size) cksum += *(UCHAR*)buffer; cksum = (cksum 16) + (cksum & 0 xffff); cksum += (cksum 16); retu

6、rn (USHORT)(cksum); 43 填充數據包 在填充數據包的過程中，我們不僅要填充 TCP 頭部，還要填充 IP 頭部。同時，為了填充校驗和，我們還要對 TCP 偽頭部進行填充。/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)+sizeof(tcp_send_data); ipHead

7、er.ident=0; /16 位標識四川理工學院計算機網絡課程設計12 ipHeader.frag_and_flags=0; /3 位標志位 ipHeader.ttl=128; /8 位生存時間 ipHto=IPPROTO_UDP; /協(xié)議類型 ipHeader.checksum=0; /檢驗和暫時為 0 ipHeader.sourceIP=inet_addr(argv1); /32 位源 IP 地址 ipHeader.destIP=inet_addr(argv3); /32 位目的 IP 地址 /計算 IP 頭部檢驗和 memset(check_Buff,0,MAX_BU

8、FF_LEN); memcpy(check_Buff,&ipHeader,sizeof(IP_HEADER); ipHeader.checksum=checksum(check_Buff,sizeof(IP_HEADER);/構造 TCP 偽首部 psdHeader.saddr=ipHeader.sourceIP; psdHeader.daddr=ipHeader.destIP; psdHeader.mbz=0; psdHeader.ptcl=ipHto; psdHeader.tcpl=htons(sizeof(TCP_HEADER)+sizeof(tcp_send_

9、data);/填充 TCP 首部 tcpHeader.th_dport=htons(atoi(argv4); /16 位目的端口號 tcpHeader.th_sport=htons(atoi(argv2); /16 位源端口號 tcpHeader.th_seq=0; /SYN 序列號 tcpHeader.th_ack=0; /ACK 序列號置為 0/TCP 長度和保留位 tcpHeader.th_lenres=(sizeof(tcpHeader)/sizeof(unsigned long)4|0); 四川理工學院計算機網絡課程設計13 tcpHeader.th_flag=2; /修改這里來實現

10、不同的標志位探測，2 是 SYN，1是/FIN，16 是 ACK 探測 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; /檢驗和暫時填為 0 /計算 TCP 校驗和 memset(check_Buff,0,MAX_BUFF_LEN); memcpy(check_Buff,&psdHeader,sizeof(psdHeader); memcpy(check_Buff+sizeof(psdHeader),&tcpHeader,si

11、zeof(tcpHeader); memcpy(check_Buff+sizeof(PSD_HEADER)+sizeof(TCP_HEADER),tcp_send_data,sizeof(tcp_send_data); tcpHeader.th_sum=checksum(check_Buff,sizeof(PSD_HEADER)+sizeof(TCP_HEADER)+sizeof(tcp_send_data);44 發(fā)送數據包 填充完 TCP 包后，最后的工作就是把數據包發(fā)送出去。 /填充發(fā)送緩沖區(qū) memset(Sendto_Buff,0,MAX_BUFF_LEN); memcpy(Send

12、to_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,sizeof(tcp_send_data);四川理工學院計算機網絡課程設計14 int datasize=sizeof(IP_HEADER)+sizeof(TCP_HEADER)+sizeof(tcp_send_data); /發(fā)送數

13、據報的目的地址 SOCKADDR_IN dest; 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, 0,(struct sockaddr*)&dest, sizeof(dest); /發(fā)送成功printf(send ok!n);45 執(zhí)行程序程序截圖：四川理工學院計算機網絡課程設計155.擴展設計（C#

14、實現）5.1 概述為了能更好的體現使用 TCP 如何進行通信。我們又用 C#建立了一個客服端，一個服務端，客服端能夠通過發(fā)送 TCP 數據包連接到服務器，并再通過服務器的轉發(fā)將消息傳遞的指定的客服端。這樣就建立了一個（TCP）面向連接的聊天程序。5.2 服務器端建立監(jiān)聽套接字 ListenSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); IPHostEntry ihe = Dns.GetHostByName(Dns.GetHostName(); /獲取主機IP IPEndP

15、oint ipe = new IPEndPoint(ihe.AddressList0, Convert.ToInt32(TxtServerPort.Text.Trim(); ListenSocket.Bind(ipe); ListenSocket.Listen(1000); 創(chuàng)建監(jiān)聽線程 ListenThread = new Thread(ListenAccept); ListenThread.IsBackground = true; ListenThread.Start(); 監(jiān)聽線程，用于不停的監(jiān)聽是否有客服端的連接 private void ListenAccept() while(tr

16、ue) LinkClientSocket = ListenSocket.Accept(); if(LinkClientSocket != null) /創(chuàng)建接收數據線程 Thread RecvThread = new Thread(RecvData); RecvThread.IsBackground = true; RecvThread.Start(LinkClientSocket);四川理工學院計算機網絡課程設計16 接收數據線程，用于處理接收到的數據 private void RecvData(object data) Socket RecvSocket = (Socket)data; /

17、定義網絡流讀取對象 NetworkStream ns = new NetworkStream(LinkClientSocket); StreamWriter sw = new StreamWriter(ns); StreamReader sr = new StreamReader(ns); while(ServerFlag) /分離命令 if (!Connected) break; CommandSplit = sr.ReadLine().Split(|); switch(CommandSplit0) case CONNECT: /調用連接函數 Connect(RecvSocket); bre

18、ak; case LIST: /調用列表函數 List(RecvSocket); break; case CHAT: /調用群聊函數 Chat(); break; case SEND:四川理工學院計算機網絡課程設計17 /調用私聊函數 Send(); break; case EXIT: /調用退出函數 Exit(); ServerFlag = false; break; if (!Connected) ServerFlag = false; Thread.Sleep(200); RecvSocket.Close(); 5.3 客服端建立連接服務器端的套接字ClientSocket = new

19、Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); IPEndPoint ipe = new IPEndPoint(IPAddress.Parse(TxtServerIP.Text.Trim(), Convert.ToInt32(TxtServerPort.Text.Trim(); ClientSocket.Connect(ipe); /連接客服端 ns = new NetworkStream(ClientSocket); sw = new StreamWriter(ns); sr = new Str

20、eamReader(ns); sw.WriteLine(CONNECT| + TxtUserName.Text.Trim() + | + TxtPwd.Text.Trim(); sw.Flush();創(chuàng)建接收數據線程，用于處理從服務器端發(fā)送來的信息四川理工學院計算機網絡課程設計18 RecvDataThread = new Thread(RecvData); RecvDataThread.IsBackground = true; RecvDataThread.Start();private void RecvData() while (ClientFlag) CommandSplit = sr

21、.ReadLine().Split(|);/分離接收到的數據 switch(CommandSplit0) case OK: MessageBox.Show(登錄成功); DeleteUser UpdateJoin = new DeleteUser(UpdateJoinUser); Invoke(UpdateJoin, TxtUserName.Text.Trim(); break; case ERROR: MessageBox.Show(CommandSplit1); break; case CHAT: AppendDataToRich AddData = new AppendDataToRic

22、h(Chat); Invoke(AddData, n + CommandSplit1 + :n + CommandSplit2); break; case LIST: UpdateListBox UpdateData = new UpdateListBox(UpdateUser); Invoke(UpdateData); break; case JOIN: DeleteUser UpdateJoinData = new DeleteUser(UpdateJoinUser); Invoke(UpdateJoinData, CommandSplit1); break; case SEND: AppendDataToRich AddSendData = new AppendDataToRich(Chat);四川理工學院計算機網絡課程設計19 Invoke(AddSendData, n + CommandSplit1 + :n + CommandSplit3); break; case QUIT: DeleteUser DelUser = new DeleteUser(Quit); Invoke(DelUser, CommandSplit1); break; if (!Connected) ClientFlag = false; Thread.S