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USTB | 计算机网络实践 | 使用 WinPcap 发送和解析 ARP 数据包

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简介：
本课程为北京科技大学计算机网络实践项目，内容聚焦于使用WinPcap库发送与解析ARP数据包，深入学习局域网通信原理。 根据 ARP/ICMP/TCP 协议数据的结构，将其封装成数据帧并发送给另一台计算机（可以是手机）。捕获网络中的包含 ARP/ICMP/TCP 协议的数据帧，解析其中的内容，并在标准输出中显示报文首部字段的信息，同时将这些信息写入日志文件。程序可以通过命令行或图形界面的形式运行，在运行过程中开启 Wireshark 抓包软件以检验本地计算机发出与收到的数据分组。 实验步骤如下：按照给定的拓扑结构连接网络设备和 PC 机（也可以加入交换机/路由器来扩展网络），进行相应的网络配置，测试两台 PC 机之间的连通性，并确保它们能够正常通信。

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  • USTB | 计算机网络实践 | 使用 WinPcap 发送和解析 ARP 数据包
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    本课程为北京科技大学计算机网络实践项目，内容聚焦于使用WinPcap库发送与解析ARP数据包，深入学习局域网通信原理。 根据 ARP/ICMP/TCP 协议数据的结构，将其封装成数据帧并发送给另一台计算机（可以是手机）。捕获网络中的包含 ARP/ICMP/TCP 协议的数据帧，解析其中的内容，并在标准输出中显示报文首部字段的信息，同时将这些信息写入日志文件。程序可以通过命令行或图形界面的形式运行，在运行过程中开启 Wireshark 抓包软件以检验本地计算机发出与收到的数据分组。 实验步骤如下：按照给定的拓扑结构连接网络设备和 PC 机（也可以加入交换机/路由器来扩展网络），进行相应的网络配置，测试两台 PC 机之间的连通性，并确保它们能够正常通信。
     
  • 使用Qt与WinPcap进行ARP包的发送和接收
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    本项目利用Qt框架结合WinPcap库，在Windows平台上实现了ARP协议数据包的捕获、解析及发送功能。通过该工具可以方便地研究网络通信机制，或用于网络安全测试中。 本程序使用Winpcap技术实现Arp数据包的发送和接收功能，以获取局域网内所有在线设备的IP地址和Mac地址。代码是在网上找到后稍作修改，并组织成一个类，可以直接实例化并调用。环境搭建的相关信息在代码中均有说明。如果有不明白的地方，可以进行交流。使用的Qt版本为5.5.0。
     
  • 利用Winpcap进行ARP数据包及IP数据包发送的实现.zip
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    本资源提供使用Winpcap库在Windows环境下发送ARP和IP数据包的具体实现方法与源代码，适用于网络编程学习者和技术爱好者。 基于Winpcap实现的发送ARP数据包和IP数据包 1.1 基本任务： - 完成两台主机之间的数据通信（在数据链路层）仿真实现ARP协议，以获取网段内其他主机的MAC地址表。 - 使用帧来完成两台主机间的通信，例如发送 Hello! I’m … 消息。 1.2 高端任务： - 完成通过中间主机的数据通信（在网络层），实现基于IP地址的转发功能。 - 增强网络层封装。代码可以直接运行，适合初学者学习网络编程使用。
     
  • 计算机网络课程设计中的ARP数据包解析
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    本课程设计深入探讨了计算机网络中ARP（地址解析协议）的工作原理，并通过实践解析ARP数据包，增强学生对局域网内主机间通信的理解。 本课程设计的目标是创建一个系统来解析网络上的ARP数据包，并通过此过程加深对ARP协议的理解与认识。该任务将帮助学生熟悉Microsoft Visual C++ 6.0开发环境的使用，包括在这一平台上建立工程并进行程序开发。此外，学习者还将掌握C++语言编程技巧以及针对常用网络协议的相关编程知识。
     
  • 发送ARP数据包
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    发送ARP（Address Resolution Protocol）数据包是计算机网络中用于将IP地址转换为物理层需要的硬件MAC地址的过程。这一过程对于实现不同设备间的数据传输至关重要。 ### 发送ARP数据包知识点详解 #### 一、概述 本篇内容主要介绍如何通过C语言结合`pcap`库来实现发送一个ARP（Address Resolution Protocol）数据包的过程。ARP协议用于将网络层的IP地址解析为数据链路层的物理地址（即MAC地址），是局域网通信的基础之一。 #### 二、核心代码解析 1. **环境配置** - 需要安装`pcap`库或其Windows版本`WinPcap`。 - 在编译时需要链接`pcap`库。 2. **代码框架** ```c #include #include #include int main(int argc, char** argv) { ... (代码略) } ``` 3. **初始化数据包** ```c u_char packet[60]; pcap_t* fp; pcap_if_t* alldevs; pcap_if_t* d; int inum; int i = 0; pcap_t* adhandle; char errbuf[PCAP_ERRBUF_SIZE]; u_int netmask; char packet_filter[] = ip and udp; struct bpf_program fcode; ``` 4. **查找所有可用设备** ```c if (pcap_findalldevs_ex(PCAP_SRC_IF_STRING, NULL, &alldevs, errbuf) == -1) { fprintf(stderr, Error in pcap_findalldevs: %sn, errbuf); exit(1); } ``` - `pcap_findalldevs_ex`函数用于查找系统中的所有网络接口，并将它们存储在一个链表中。 - 参数`PCAP_SRC_IF_STRING`表示从当前主机获取网络接口列表。 5. **显示所有网络接口** ```c for (d = alldevs; d; d = d->next) { printf(%d. %sn, ++i, d->name); if (d->description) { printf( (%sn), d->description); } else { printf((No description available)n); } } ``` - 循环遍历所有的网络接口，并打印接口名称及其描述。 6. **选择网络接口** 用户输入想要使用的网络接口编号后，程序会根据这个编号打开对应的网络接口。 ```c printf(Enter the interface number (1-%d): , i); scanf(%d, &inum); if (inum < 1 || inum > i) { printf(\nInterface number out of range.\n); pcap_freealldevs(alldevs); return -1; } for (d = alldevs, i = 0; i < inum - 1; d = d->next, ++i); ``` 7. **打开网络接口** ```c if ((fp = pcap_open(d->name, 65536, PCAP_OPENFLAG_PROMISCUOUS, 1000, NULL, errbuf)) == NULL) { fprintf(stderr, \nUnable to open the adapter. %s is not supported by WinPcap\n, d->name); pcap_freealldevs(alldevs); return -1; } ``` - `pcap_open`用于打开指定的网络接口，以便进行抓包或发包操作。 - 参数解释： - `d->name`：网络接口名称。 - `65536`：最大缓冲区大小。 - `PCAP_OPENFLAG_PROMISCUOUS`：开启混杂模式，可以接收所有通过该接口的数据包。 - `1000`：超时时间（毫秒）。 - `NULL`：不需要密码认证。 8. **构建ARP数据包** ```c packet[0] = 0x11; // 目标MAC地址 ... (其他字节赋值) ``` - ARP数据包结构由多个字段组成，包括硬件类型、协议类型、硬件地址长度、协议地址长度、操作码、发送方硬件地址、发送方协议地址、目标硬件地址和目标协议地址等。 9. **发送数据包** 在完成上述步骤后，可以通过`pcap_sendpacket`函数来发送构建好的ARP数据包。 #### 三、ARP数据包格式解析 ARP数据包的基本格式如下： - 硬件类型（Hardware Type）：2字节，指示请求应答中硬件地址的格式。对于以太网来说，值为1。 - 协议类型（Protocol Type）：2字节，指示请求应答中协议地址的格式。对于IP协议，值为0x0800。 - 硬件地址长度（Hardware Address Length）：1字节，硬件地址的字节数。 - 协议地址长度（Protocol Address Length）：1字节，协议地址的字节数
     
  • 计算机网络课程设计报告——Ethernet ARP数据包解析.doc
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    本报告深入探讨了Ethernet与ARP协议的工作机制，并详细解析了相关数据包结构及其实现细节，旨在加深学生对计算机网络的理解。 计算机网络课程设计报告-解析Ethernet ARP 数据包 一、问题描述： 编写一个程序来获取并解析局域网中的ARP数据包，并将结果输出到标准输出同时记录在日志文件中。 具体要求如下所示： 1. 程序以命令行形式运行，例如：`arp arp.log`。其中，“arp”为程序名称，“arp.log”是用户指定的日志文件名。 2. 输出内容格式如图： - 源IP地址　源MAC地址　目的IP地址 目的MAC 地址操作 时间 3. 当接收到键盘输入Ctrl+C时，程序退出。 在计算机网络中，ARP（Address Resolution Protocol）是一种用于局域网内通过IP地址查找对应硬件地址的重要协议。本次课程设计的目标是编写一个程序来捕获和解析Ethernet ARP数据包，以便更好地理解网络通信过程中的ARP机制。 1. **基本原理**： - ARP的主要作用是在IPv4网络中解决IP地址与MAC地址之间的映射问题。 - 当主机需要发送数据到另一个IP时，如果不知道目标设备的MAC地址，则会广播一个ARP请求消息询问哪个设备持有该IP。收到此请求的目标设备将回应包含其自身MAC地址的ARP应答。 2. **程序设计要求**： - 程序需以命令行形式运行。 - 输出格式包括源IP、源MAC、目的IP、目的MAC、操作类型（1表示ARP请求，2表示ARP应答）和时间戳信息。 - 用户按下Ctrl+C时程序优雅退出。 3. **实现步骤**： - 使用PCAP库获取网络设备列表，并选择有效的Ethernet网卡。通过`pcap_open_live()`函数打开选定的网卡设备并设置过滤器，确保只捕获ARP数据包（使用`ether proto arp`作为过滤条件）。 - 定义一个处理函数来解析每个接收到的数据包，提取关键信息并输出至标准输出和日志文件中。 - 使用循环持续监听网络上的数据活动直到用户中断。 4. **ARP数据包结构**： ARP数据包包含以下主要字段： - `hdtyp`：硬件地址类型（对于Ethernet为0x01）； - `protyp`：协议类型，IP的值是0x800。 - `hdsize`和`prosize`: 分别代表硬件地址长度与协议地址长度。 - `op`: 操作码，用来区分ARP请求（值为1）或应答（2）； - `smac`, `sip`: 来源MAC及IP地址； - `dmac`, `dip`：目标MAC和IP。 5. **程序流程**： 程序首先列出本地网络设备，让用户选择网卡。然后打开选定的网卡并设置ARP数据包过滤器。 开始捕获数据时，在每次接收到一个ARP包后调用处理函数进行解析，并将信息输出至标准输出和日志文件中。 通过这次课程设计任务，学生可以深入了解ARP协议的工作原理、掌握网络数据包捕捉与分析技术以及如何利用编程语言实现基本的网络监控功能。这不仅加深了对计算机网络基础知识的理解，也为将来涉及网络安全及网络数据分析等领域的学习奠定了坚实的基础。
     
  • 计算机网络课程设计——发送TCP数据包
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    本课程设计聚焦于计算机网络中的关键环节——TCP协议的应用实践。学生将亲手编写程序来发送TCP数据包，深入理解该协议的工作机制与应用场景。通过理论结合实际操作，培养解决复杂网络问题的能力。 1. 使用命令行运行程序：SendTCP source_ip source_port dest_ip dest_port。其中，SendTCP是程序名，source_ip为源端IP地址，source_port为源端口号，dest_ip为目的地址，dest_port为目的端口号。 2. 请自行设定其他的TCP头部参数。 3. 数据字段内容为“This is my homework of network, I am happy!” 4. 成功发送后，在屏幕上输出“Send OK”。
     
  • 计算机网络中的TCP数据包发送设计
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    本研究探讨了在计算机网络环境下优化TCP数据包发送机制的设计与实现，旨在提升网络传输效率和稳定性。通过分析现有协议的不足，提出改进方案以适应现代互联网需求。 所有的资料，如源代码和设计报告等都存于Word文档里，请放心下载。