计算机网络 | 实验三协议分析程序的编写

深藏阁楼爱情的钟 2023-02-20 02:20 18阅读 0赞

# 实验三 协议分析程序的编写 #

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="center">班级</th> 
   <th align="center">xxx</th> 
   <th align="center">实验环境</th> 
   <th align="center">Win10 Pro 1709(64位)</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="center">姓名</td> 
   <td align="center">xxx</td> 
   <td align="center">开发环境</td> 
   <td align="center">Visual Studio 2013</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">学号</td> 
   <td align="center">xxx</td> 
   <td align="center">测试环境</td> 
   <td align="center">VMware + Windows XP Pro</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 一、实验目的 ##

*  掌握IP协议
 *  掌握协议分析编程的编写

## 二、实验内容 ##

应用WINPCAP编写协议分析工具。将抓取的包和协议分析结构显示在界面上。

## 三、实验原理 ##

### 3.1 网络协议分析原理 ###

网络协议分析是截获网络上正在传输的数据报文，并对数据报文的内容进行分析。

网络协议分析需要截获网络上的所有报文，根据上面对网卡接收模式的分析，只要将网卡的接收模式置于混杂模式即可实现。在接收到网络上所有的数据报文后，通过相应的网络协议分析软件进行处理，可以实时分析这些数据的内容，进而分析网络状态和整体布局。

网络协议分析技术主要用来帮助网络管理员对网络进行管理。通过网络协议分析技术，网络管理员可以了解目前网络中正在应用的协议种类，每种协议所占的比例，及哪些设备应用哪些协议进行通讯；同时可以分析协议应用的合理性与有效性，从而合理的选择协议，节约有限的网络宽带，提高网络传输效率；另外，可以诊断出大量的不可见模糊问题，为管理员管理网络区域提供了非常宝贵的信息。

### 3.2 TCP包格式分析 ###

TCP报文段结构如图所示

![\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-2vMbuGRr-1592755747908)(TCP.JPG)\]][img-2vMbuGRr-1592755747908_TCP.JPG]

*  源端口：指定了发送端的端口 目的端口：指定了接受端的端口号
 *  序号：指明了段在即将传输的段序列中的位置
 *  确认号：规定成功收到段的序列号，确认序号包含发送确认的一端所期望收到的下一个序号
 *  TCP偏移量：指定了段头的长度。段头的长度取决与段头选项字段中设置的选项
 *  保留：指定了一个保留字段，以备将来使用
 *  标志：SYN、ACK、PSH、RST、URG、FIN
    
     *  SYN： 表示同步
     *  ACK： 表示确认
     *  PSH： 表示尽快的将数据送往接收进程
     *  RST： 表示复位连接
     *  URG： 表示紧急指针
     *  FIN： 表示发送方完成数据发送
 *  窗口：指定关于发送端能传输的下一段的大小的指令
 *  校验和：校验和包含TCP段头和数据部分，用来校验段头和数据部分的可靠性 紧急：指明段中包含紧急信息，只有当U R G标志置1时紧急指针才有效
 *  选项：指定了公认的段大小，时间戳，选项字段的末端，以及指定了选项字段的边界选项

### 3.TCP连接建立、释放 ###

采用三步握手法,正常情况下建立TCP连接

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xlZTFob25n_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center][]

1.  主机1发出连接序号为x(seq=x)；
2.  主机2应答接受主机1的连接请求,并声明自己的序号为y(seq=y,ACK=x+1)；
3.  主机1收到确认后发送第一个数据TPDU并确认主机2的序号(seq=x,ACK=y+1),至此,整个连接建立过程正常结束,数据传输已正式开始；

## 四、实验思路 ##

### 4.1 项目概述 ###

*  项目名称：基于WinPcap的协议分析程序
 *  项目目标：实现一个网络抓包分析系统
 *  项目功能
    
    1.  搜索并显示所有的网卡设备
    2.  根据所选网卡进行抓包操作，并显示数据包的基本信息：如类型、时间、IP地址等信息
    3.  对数据包进行详细分析，显示数据内容

### 4.2 设计步骤 ###

*  1.设计一个主类（所有其他的首部类都要继承这个类），在这个类中有一个成员变量：该类的一个指针；还有两个虚函数：一个用于分析首部，另一个用于打印首部信息。
 *  2.其他所有首部均继承该类，并分别实现里面的两个虚函数。
 *  3.所有的首部分为三层（暂时，如果以后要分析应用层协议就是四层），上一层分析完首部后，根据协议类型实现那个指针，并调用相应的函数，到最后一层时，指针为NULL。
 *  4.从第一层开始，逐层打印那些信息，直到那个指针为NULL为止。
 *  5.在info中加一个变量 `Head_Super*` 用于存储首部，然后还要设置几个全局变量用于在面板上显示源IP，目的IP，还有数据包类型等。

## 五~八 \[程序略去\] ##

## 九、习题与思考题 ##

1、应用WINPCAP能实现哪些网络应用?

*  捕获原始数据包。不管这个包是发往本地机，还是其他机器之间的交换包
 *  在数据包被发送到应用程序之前，通过用户定义的规则过滤
 *  向网络发送原始数据包
 *  对网络通信量做出统计

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