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計算機網絡課程設計-監(jiān)控ip包流量

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文檔簡介

1、　　目錄　　一、課程設計目的：………………………………………………3　　二、課程設計要求：………………………………………………3　　三、課程設計主要思路分析：……………………………………3　　四、設計流程圖：…………

2、……………………………………….4　　五、運行結果:…………………………………………………….5　　六、總結:………………………………………………………….6　　參考文獻…………………………………………………………..6　　源代碼:……………………………………………………

3、……….6 　　一、課程設計目的　　隨著Internet技術的發(fā)展，基于IP協(xié)議的應用成為網絡技術研究與軟件開發(fā)的一個重要基礎，因此學習網絡層以基本概念，了解IP協(xié)議的基本內容，對于掌握TCP/IP協(xié)議的主要內容和學習網絡課程是十分重要的，通過本次課程設計，有助于熟悉IP包格式和加深對IP協(xié)議的理解。</p&g

4、t;　　二、課程設計要求　　編制程序，監(jiān)控網絡，捕獲一段時間內網絡上的IP數據包，按IP數據包的源地址統(tǒng)計出該源地址在該時間段內發(fā)出的IP包的個數，將其寫入日志文件中或用圖形表示出來（建議用圖形表示出統(tǒng)計結果）。　　程序的具體要求如下：　　用命令行運行：

5、IPStatistic time logfile　　其中，IPStatistic是程序名；time是設定的統(tǒng)計時間間隔（單位為分鐘，比如，2表示2分鐘）；logfile表示統(tǒng)計結果寫入的日志文件名（若用圖形表示統(tǒng)計結果則可以不選這個參數）。　　相關知識：　　IP是ICP/IP

6、協(xié)議體系中的網絡層協(xié)議，TCP、UDP、ICMP和IGMP等其他協(xié)議都是以IP 協(xié)議為基礎的。IP的特點如下：　　IP協(xié)議是一種不可靠、無連接的數據報傳送協(xié)議。　　IP協(xié)議是點對點的網絡層通信協(xié)議。　　IP協(xié)議向通信層隱藏了物理網絡的差異。　　三、課程設計主要思路分析&l

7、t;/p>　　1．課程設計中的重點及難點　?。?）程序中會用到Winpcap, Winpcap是Windows packet capture的縮寫，這是UNIX下的lipbcap移植到Windows下的產物，是Win32環(huán)境下數據包捕獲的開放代碼函數庫。Winpcap由內核級的數據包過濾器，底層動態(tài)鏈接庫（packet.dll）和一個高層的獨立于系統(tǒng)的庫（wpcap.

8、dll）組成。　　Winpcap提供以下功能：　　捕獲原始數據報，包括共享網絡上各主機發(fā)送/接收的數據報以及各主機之間交換的數據報。　　在數據報發(fā)往應用程序之前，按照自定義的規(guī)則過濾某些特殊的數據報。　　將用戶構造的數據報發(fā)送到網絡中。<p&

9、gt;　　統(tǒng)計網絡的流量。　　Winpcap的主要功能在于獨立于主機協(xié)議（如TCP/IP）發(fā)送和接收原始數據報。也就是說，Winpcap不能阻塞、過濾或控制其他應用程序數據報的收發(fā)，它只是監(jiān)聽共享網絡上傳送的數據報。因此，它不能用于QoS調度程序或個人防火墻。　　基于Winpcap的應用程序一般按照下面幾個步驟編寫：

10、　　獲取網絡設備列表。　　選擇網卡并打開。　　當捕獲數據包時，可能需要設置過濾器。　　捕獲數據包或者發(fā)送數據包。　　Packet.dll相關數據結構<

11、;/p>　　typedef struct_ADAPTER ADAPTER //描述一個網絡適配器　　typedef struct_PACKET PACKET具 //描述一組網絡數據報的結構　　typedef struct NetType NetType //描述網絡類型的數據結構<p

12、>　　typedef struct npf_if_addr npf_if_addr //描述一個網絡適配器的IP地址　　struct bpf_hdr //數據報頭部　　struct bpf_stat //當前捕獲數據報<p&g

13、t;　?。?）列出網卡列表，讓用戶選擇可用的網卡。　?。?）注意過濾器的使用，只需捕獲IP所，別的包都需過濾掉。　　2．參考算法　　（1）取得當前網絡設備列表（在標準輸出上顯示，以讓用戶進行選擇）。　　（2）將用戶選擇的Etherne

14、t卡以混雜模式打開，以接收到所有的數據包。　　（3）設置過濾器，此處的過濾器“IP”。　?。?）捕獲IP包并按包的源地址進行統(tǒng)計（用鏈表結構進行實現(xiàn)）。程序流程如圖1-1所示：　　四、設計流程圖。　　圖1-1程序流程

15、圖　　五、運行結果:　　安裝好WinPcap軟件，在VC++界面上點擊工具->選項->目錄。添加Include文件夾下的所有文件和Lib下的所有內容，調試完程序無誤后，點擊開始—>運行“cmd”進入目標文件夾Debug下運行IPI.EXE文件并加入參數2 bl.txt。此時程序會

16、檢測電腦系統(tǒng)中的網卡數，然后選擇程序運行時的網絡接口,耐心等待兩分鐘后就會得到程序的運行結果.　　圖1-2系統(tǒng)中網絡接口數　　圖1-3選擇第一個網絡接口　　圖1-4 1分鐘之后捕獲的ip地址和數據包　　六、總結:

17、　　通過本次計算機網絡課程設計，我更加充分的理解了課本上的知識，并能夠加以擴展，從而應用于實踐當中，這幾天的課程設計令我受益匪淺，我意識到我們所學的東西將來都是要付諸實踐的，所以一切要從實際情況出發(fā)，理論聯(lián)系實際，這樣才能真正發(fā)揮我們所具備的能力。這次計算機網絡課程設計歷時二個星期，在整整十多天的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學

18、到過的知識。以前對于編程工具的使用還處于一知半解的狀態(tài)上，但是經過一段上機的實踐，對于怎么去排錯、查錯，怎么去看每一步的運行結果。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發(fā)

19、現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。這次課程設計終于順利完成了，在設計中遇到了很多編程問題，最后在老師的辛勤指　　參考文獻　　[1] 吳功宜胡曉英.計算機網課程設計北京:機械工業(yè)出版社,2007.12.　　[2] 張蕘學郭國強.計算機網

20、絡與Internet教程(第二版) 北京:清華大學出版社2006.11.　　[3] 王春曉趙艷標.計算機網絡教程北京:機械工業(yè)出版社,2005.08.　　[4] 張仁何云.計算機網絡課程設計指導北京:清華大學出版社 2006.05.　　源代碼:

21、　　//主程序　　#include <iostream.h>　　#include <iomanip.h>　　#include <fstream.h>　　#include <

22、stdlib.h>　　#include <stdio.h>　　#include <conio.h>　　#include "pcap.h"　　//#include "IPNodeList.h"</p

23、>　　#pragma comment(lib,"Wpcap.lib")　　#pragma comment(lib,"Ws2_32.lib")　　//IP包的頭部包括　　struct ip_header{

24、　unsigned char ver_ihl; //版本號(4位)+頭部長度(4位)　　unsigned char tos; //服務類型　　unsigned short tlen; //總長度　　unsigned short identif

25、ication; //標識　　unsigned short flags_fo; //標志+片偏移　　unsigned char tll; //生存時間　　unsigned char proto; //協(xié)議<p&g

26、t;　　unsigned short crc; //校驗碼　　DWORD saddr; //源地址　　DWORD daddr; //目的地址　　unsigned int op_pad;

27、 //選項+填充　　};　　class IPNode　　{　　private:　　long m_lIPAddress

28、; //IP地址　　long m_lCount; //發(fā)送數據包數　　public:　　IPNode *pNext; //指向下一個IP結點

29、　　//構造函數　　IPNode(long sourceIP)　　{　　m_lIPAddress=sourceIP;　　m_lCount=1; //初始化數據包個數為1

30、　　}　　//數據包個數加1　　void addCount()　　{　　m_lCount++;&

31、lt;b>　　}　　//返回數據包個數　　long getCount()　　{　　return m_lCount;<b&g

32、t;　　}　　//返回IP地址　　long getIPAddress()　　{　　return m_lIPAddress;<b&

33、gt;　　}　　};　　//結點鏈表　　class NodeList　　{　　IPNode *p

34、Head;　　IPNode *pTail;　　public:NodeList()　　{　　pHead=pTail=NULL;　　}

35、　　~NodeList()　　{　　if(pHead!=NULL)　　{　　IPNode *pTemp=pHead;　　pHead=pH

36、ead->pNext;　　delete pTemp;　　}　　}　　//IP結點加入鏈表　　void addNode(long sourceIP)&

37、lt;/p>　　{　　if(pHead==NULL) //當鏈表為空時　　{　　pTail=new IPNode(sourceIP);　　pHead=

38、pTail;　　pTail->pNext=NULL;　　}　　else //不為空時　　{　　for(IPN

39、ode *pTemp=pHead;pTemp;pTemp=pTemp->pNext)　　{　　//如果鏈表中存在此IP,發(fā)送數據包個數加1　　if(pTemp->getIPAddress()==sourceIP)<b

40、>　　{　　pTemp->addCount();　　break;　　}　　}　　//

41、如果鏈表中沒有此IP,則加入鏈表　　if(pTemp==NULL)　　{　　pTail->pNext=new IPNode(sourceIP);　　pTail=pTail->pNext;<p&

42、gt;　　pTail->pNext=NULL;　　}　　}　　}　　//輸出IP結點,即IP地址和其他送的IP包的個數<p

43、>　　ostream& print(ostream & out)　　{　　for(IPNode *pTemp=pHead;pTemp;pTemp=pTemp->pNext)　　{<

44、p>　　long lTemp=pTemp->getIPAddress();　　out<<inet_ntoa(*(in_addr*)&(lTemp))<<'\t';　　out<<pTemp->getCount()<<endl;

45、　　}　　return out;　　}　　};　　void main(int argc,char *argv[])&

46、lt;b>　　{　　if (argc!=3) //判斷是否正確　　{　　cout<<"Usage:IPStatistic time logfile"<<endl;&l

47、t;/p>　　cout<<"Press any key to continue..."<<endl;　　_getch();　　return;　　}&

48、lt;/b>　　double min=atof(argv[1]);　　pcap_if_t *alldevs; //網絡設備結構　　pcap_if_t *d,*head=NULL;　　pcap_t *fp;

49、 //網卡描述　　char errbuf[PCAP_ERRBUF_SIZE]; //錯誤信息　　unsigned int netmask; //子網掩碼　　char packet_filter[]="ip"; //過濾,選擇IP協(xié)議

50、;　　struct bpf_program fcode;　　struct pcap_pkthdr *header;　　const unsigned char *pkt_data;　　//獲取網絡設備列表　　if(pcap_findalldevs(&a

51、mp;alldevs,errbuf) == -1)　　{　　cout<<"Error in pcap_findalldevs:"<<errbuf;　　return;<

52、;p>　　}　　int i=1; //網卡數　　if(i==0) //無設備　　{　　cout

53、<<"\nNo interfaces found! Make sure Winpacp is installed.\n";　　return;　　}　　if(i>=1)</b&g

54、t;　　{　　int j=0;　　for(d=alldevs;d;d=d->next) //列出網卡列表,讓用戶進行選擇　　{&

55、lt;p>　　cout<<++j<<":"<<d->name;　　if(d->description)　　cout<<" "<<d->description<<endl;<

56、b>　　}　　cout<<"\nEnter the interface number(1-"<<j<<"):";　　int k;　　cin>>k

57、;　　if(k<1||k>j)　　{　　cout<<"out of range"<<endl;　　return;<

58、/p>　　}　　for(d=alldevs,i=1;i<k;d=d->next,i++); //找到選擇的網卡　　head=d;　　}

59、　　//以混雜模式方式打開網卡　　if((fp=pcap_open_live(head->name,1000,1,1000,errbuf))==NULL)　　{　　cout<<"\nUnable to open the adap

60、ter."<<endl;　　pcap_freealldevs(alldevs);　　return;　　}　　//獲取子網掩碼</p

61、>　　if(head->addresses!=NULL)　　netmask=((struct sockaddr_in*)(head->addresses->netmask))->sin_addr.S_un.S_addr;　　else<p

62、>　　//沒有地址則假設為C類地址　　netmask=0xFFFFFF00;　　//編譯過濾器　　if(pcap_compile(fp,&fcode,packet_filter,1,netmask)<0)<b

63、>　　{　　cout<<"\nUnable to compile the packet filter.Check the syntax.\n";　　pcap_freealldevs(alldevs);　　return;

64、　　}　　//設置濾波器　　if(pcap_setfilter(fp,&fcode)<0)　　{　　c

65、out<<"\nError setting the filter.\n";　　pcap_freealldevs(alldevs);　　return;　　}　　//顯

66、示提示信息及每項的含義　　cout<<"\t\tlistening on"<<head->description<<"..."<<endl<<endl;　　ofstream fout(argv[2],ios::app); //日

67、志記錄文件　　fout<<"\tIP Statistic:("<<min<<"minutes)"<<endl;　　time_t tmp=time(NULL);　　fout<<ctime(&tmp);<

68、/p>　　cout<<"IP Statistic:("<<min<<"minutes)"<<endl;　　fout<<" Sour ip"<<"\tpacket numbers"<<endl;</p&

69、gt;　　//釋放設備列表　　pcap_freealldevs(alldevs);　　NodeList link; //存儲數據用鏈表　　int res;</p&

70、gt;　　time_t beg;　　time_t end;　　time(&beg); //獲取當前時間　　while((res=pcap_next_ex(fp,&header,&pkt_data))>=0)&l

71、t;/p>　　{　　time(&end); //獲得系統(tǒng)時間　　if(end-beg>=min*60) //計算系統(tǒng)時間　　break;</b

72、>　　if(res==0)　　continue; //超時　　ip_header *ih;　　//找到I頭得位置　　ih=(ip_header*)(

73、pkt_data+14); //14為以太頭的長度　　link.addNode(ih->saddr); //將源IP地址加入鏈表　　}　　cout<<"Sour IP"<<'\t'<&l

74、t;"packet numbers"<<endl;　　link.print(cout); //輸出到屏幕　　link.print(fout); //輸出到日志　　fout<<endl;</

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