解析IP数据包剖析.doc

解析IP数据包 任务目的： 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IP层的工作原理有更好的理解和认识。 本实验的目标是捕获网络中的IP数据包，解析数据包的内容，见个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： 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。 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。 当程序接收到键盘输入Ctrl+C时退出。 设计相关知识： 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. 0 4 8 16 19 24 31 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1 IP数据包的格式 服务类型字段共8位,用于指示路由器如何处理该数据包.该字段长度由4位服务类型(TOS)子域和3位优先级子域组成,1位为保留位,该字段结构如图2所示. B7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 优先级 D T R C 0 图2 服务类型字段结构 优先级共有8种,优先级越高表明数据包越重要.表1中列出了各种优先级所代表的意义. 表一 优先子域的说明 位数(b7b6b5) 意义 网络控制 网络间控制 重要(CRITIC/ECP) 即时,优先 011 即时 010 立刻 001 优先 000 普通 在4位服务类型子域中b4,b3,b2,b1分别表示D(延迟),T(吞吐量),R(可靠性)与C(成本).表2列出了服务器类型自域的构成. 位数( b4b3b2b1) 意义 1111 安全级最高 1000 延迟最小 0100 吞吐量最大 0001 金钱成本最小 0000 普通服务 总长度字段为2B,它定义了以字节为单位的数据包的总长度.IP数据包的最大长度为65535B. 标识字段的长度为16位,用于识别IP数据包的编号.每批数据都要有一个标识值,用于让目的主机判断新来的数据属于哪个分组. 报头中的标志字段如图7-3所示.标志字段共3位,最高位是0.禁止分片标志DF(do not fragm