计算机网络课程设计-监控IP包流量

目录一、课程设计目的：………………………………………………3二、课程设计要求：………………………………………………3三、课程设计主要思路分析：……………………………………3四、设计流程图：………………………………………………….4五、运行结果:…………………………………………………….5六、总结:………………………………………………………….6参考文献…………………………………………………………..6源代码:…………………………………………………………….6一、课程设计目的随着Internet技术的发展，基于IP协议的应用成为网络技术研究与软件开发的一个重要基础，因此学习网络层以基本概念，了解IP协议的基本内容，对于掌握TCP/IP协议的主要内容和学习网络课程是十分重要的，通过本次课程设计，有助于熟悉IP包格式和加深对IP协议的理解。二、课程设计要求编制程序，监控网络，捕获一段时间内网络上的IP数据包，按IP数据包的源地址统计出该源地址在该时间段内发出的IP包的个数，将其写入日志文件中或用图形表示出来（建议用图形表示出统计结果）。程序的具体要求如下：用命令行运行：IPStatistictimelogfile其中，IPStatistic是程序名；time是设定的统计时间间隔（单位为分钟，比如，2表示2分钟）；logfile表示统计结果写入的日志文件名（若用图形表示统计结果则可以不选这个参数）。相关知识：IP是ICP/IP协议体系中的网络层协议，TCP、UDP、ICMP和IGMP等其他协议都是以IP协议为基础的。IP的特点如下：（1）IP协议是一种不可靠、无连接的数据报传送协议。（2）IP协议是点对点的网络层通信协议。（3）IP协议向通信层隐藏了物理网络的差异。三、课程设计主要思路分析1．课程设计中的重点及难点（1）程序中会用到Winpcap,Winpcap是Windowspacketcapture的缩写，这是UNIX下的lipbcap移植到Windows下的产物，是Win32环境下数据包捕获的开放代码函数库。Winpcap由内核级的数据包过滤器，底层动态链接库（packet.dll）和一个高层的独立于系统的库（wpcap.dll）组成。Winpcap提供以下功能：1）捕获原始数据报，包括共享网络上各主机发送/接收的数据报以及各主机之间交换的数据报。2）在数据报发往应用程序之前，按照自定义的规则过滤某些特殊的数据报。3）将用户构造的数据报发送到网络中。4）统计网络的流量。Winpcap的主要功能在于独立于主机协议（如TCP/IP）发送和接收原始数据报。也就是说，Winpcap不能阻塞、过滤或控制其他应用程序数据报的收发，它只是监听共享网络上传送的数据报。因此，它不能用于QoS调度程序或个人防火墙。基于Winpcap的应用程序一般按照下面几个步骤编写：1）获取网络设备列表。2）选择网卡并打开。3）当捕获数据包时，可能需要设置过滤器。4）捕获数据包或者发送数据包。Packet.dll相关数据结构typedefstruct_ADAPTERADAPTER//描述一个网络适配器typedefstruct_PACKETPACKET具//描述一组网络数据报的结构typedefstructNetTypeNetType//描述网络类型的数据结构typedefstructnpf_if_addrnpf_if_addr//描述一个网络适配器的IP地址structbpf_hdr//数据报头部structbpf_stat//当前捕获数据报（2）列出网卡列表，让用户选择可用的网卡。（3）注意过滤器的使用，只需捕获IP所，别的包都需过滤掉。2．参考算法（1）取得当前网络设备列表（在标准输出上显示，以让用户进行选择）。（2）将用户选择的Ethernet卡以混杂模式打开，以接收到所有的数据包。（3）设置过滤器，此处的过滤器“IP”。（4）捕获IP包并按包的源地址进行统计（用链表结构进行实现）。程序流程如图1-1所示：四、设计流程图。图1-1程序流程图选取Ethermet网卡获取网卡列表打开网卡（混杂模式）编译设置过滤器捕获IP包将IP包源地址加入链表NY输出链表内容超时否？开始结束五、运行结果:安装好WinPcap软件，在VC++界面上点击工具-选项-目录。添加Include文件夹下的所有文件和Lib下的所有内容，调试完程序无误后，点击开始—运行“cmd”进入目标文件夹Debug下运行IPI.EXE文件并加入参数2bl.txt。此时程序会检测电脑系统中的网卡数，然后选择程序运行时的网络接口,耐心等待两分钟后就会得到程序的运行结果.图1-2系统中网络接口数图1-3选择第一个网络接口图1-41分钟之后捕获的ip地址和数据包六、总结:通过本次计算机网络课程设计，我更加充分的理解了课本上的知识，并能够加以扩展，从而应用于实践当中，这几天的课程设计令我受益匪浅，我意识到我们所学的东西将来都是要付诸实践的，所以一切要从实际情况出发，理论联系实际，这样才能真正发挥我们所具备的能力。这次计算机网络课程设计历时二个星期，在整整十多天的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。以前对于编程工具的使用还处于一知半解的状态上，但是经过一段上机的实践，对于怎么去排错、查错，怎么去看每一步的运行结果。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多编程问题，最后在老师的辛勤指导下，终于游逆而解。同时，在老师的身上我学得到很多实用的知识，在次我表示感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！参考文献[1]吴功宜胡晓英.计算机网课程设计北京:机械工业出版社,2007.12.[2]张荛学郭国强.计算机网络与Internet教程(第二版)北京:清华大学出版社2006.11.[3]王春晓赵艳标.计算机网络教程北京:机械工业出版社,2005.08.[4]张仁何云.计算机网络课程设计指导北京:清华大学出版社2006.05.源代码://主程序#includeiostream.h#includeiomanip.h#includefstream.h#includestdlib.h#includestdio.h#includeconio.h#includepcap.h//#includeIPNodeList.h#pragmacomment(lib,Wpcap.lib)#pragmacomment(lib,Ws2_32.lib)//IP包的头部包括structip_header{unsignedcharver_ihl;//版本号(4位)+头部长度(4位)unsignedchartos;//服务类型unsignedshorttlen;//总长度unsignedshortidentification;//标识unsignedshortflags_fo;//标志+片偏移unsignedchartll;//生存时间unsignedcharproto;//协议unsignedshortcrc;//校验码DWORDsaddr;//源地址DWORDdaddr;//目的地址unsignedintop_pad;//选项+填充};classIPNode{private:longm_lIPAddress;//IP地址longm_lCount;//发送数据包数public:IPNode*pNext;//指向下一个IP结点//构造函数IPNode(longsourceIP){m_lIPAddress=sourceIP;m_lCount=1;//初始化数据包个数为1}//数据包个数加1voidaddCount(){m_lCount++;}//返回数据包个数longgetCount(){returnm_lCount;}//返回IP地址longgetIPAddress(){returnm_lIPAddress;}};//结点链表classNodeList{IPNode*pHead;IPNode*pTail;public:NodeList(){pHead=pTail=NULL;}~NodeList(){if(pHead!=NULL){IPNode*pTemp=pHead;pHead=pHead-pNext;deletepTemp;}}//IP结点加入链表voidaddNode(longsourceIP){if(pHead==NULL)//当链表为空时{pTail=newIPNode(sourceIP);pHead=pTail;pTail-pNext=NULL;}else//不为空时{for(IPNode*pTemp=pHead;pTemp;pTemp=pTemp-pNext){//如果链表中存在此IP,发送数据包个数加1if(pTemp-getIPAddress()==sourceIP){pTemp-addCount();break;}}//如果链表中没有此IP,则加入链表if(pTemp==NULL){pTail-pNext=newIPNode(sourceIP);pTail=pTail-pNext;pTail-pNext=NULL;}}}//输出IP结点,即IP地址和其他送的IP包的个数ostream&print(ostream&out){for(IPNode*pTemp=pHead;pTemp;pTemp=pTemp-pNext){longlTemp=pTemp-getIPAddress();outinet_ntoa(*(in_addr*)&(lTemp))'\t';outpTemp-getCount()endl;}returnout;}};voidmain(intargc,char*argv[]){if(argc!=3)//判断是否正确{coutUsage:IPStatistictimelogfileendl;coutPressanykeytocontinue...endl;_getch();return;}doublemin=atof(argv[1]);pcap_if_t*alldevs;//网络设备结构pcap_if_t*d,*head=NULL;pcap_t*fp;//网卡描述charerrbuf[PCAP_ERRBUF_SIZE];//错误信息unsignedintnetmask;//子网掩码charpacket_filter[]=ip;//过滤,选择IP协议structbpf_programfcode;structpcap_pkthdr*header;constunsignedchar*pkt_data;//获取网络设备列表if(pcap_findalldevs(&alldevs,errbuf)==-1){coutErrorinpcap_findalldevs:errbuf;return;}inti=1;//网卡数if(i==0)//无设备{cout\nNointerfacesfound!MakesureWinpacpisinstalled.\n;return;}if(i=1){intj=0;for(d=alldevs;d;d=d-next)//列出网卡列表,让用户进行选择{cout++j:d-name;if(d-description)coutd-descriptionendl;}cout\nE