局域网截包程序设计

实验目的

目前的局域网基本上都采用以广播为技术基础的以太网，任何两个节点之间的通信数据包，不仅为这两个节点的网卡所接收，也同时为处在同一以太网上的任何一个节点的网卡所截取。因此，黑客只要接入以太网上的任一节点进行侦听，就可以捕获发生在这个以太网上的所有数据包，对其进行解包分析，从而窃取关键信息，这就是以太网所固有的安全隐患。网上主要的免费黑客攻击工具如SA TAN、ISS、NETCAT等均将以太网侦听作为基本的手段。本实验实现一个局域网截包程序，目的在于使学生能更好地理解网络的工作机制（包括封包机制、协议分析等），该实验是对《计算机网络》课程一个有益的补充。

实验内容

在一个局域网环境中，用C 语言实现下面的基本功能：

（1）确定截包的方法：包括RAW 模式SOCKET、PACKET32以及直接作为驱动程序挂在NDIS上

（2）要求截获以下包的类型并分析：以太网帧格式、IP包、ICMP包、TCP报文段、UDP 报文等相关字段进行描述。

实验步骤和注意事项

实验按下述步骤进行：

（1）熟悉RAW模式的SOCKET编程

（2）熟悉PACKET32的工作机制

（3）熟悉WINDOWS 2000环境下NDIS驱动程序的编写方法

（4）编写基于上述某一机制的局域网截包的实现程序；

（5）在模拟实现环境下调试并运行自己编写的协议实现程序；

（6）如出现异常情况，在实验报告中记录并分析可能的原因

#define RCV ALL_ON 1

#define MAX_ADDR_LEN 16 //点分十进制地址的最大长度

#define MAX_PROTO_TEXT_LEN 16 //子协议名称(如"TCP")最大长度

#define WINSOCK_VERSION MAKEWORD(2, 2)

#pragma comment(lib, "Ws2_32.lib")

#include

#include

#include

#include

typedef struct iphdr //定义IP首部

{

unsigned char h_lenver; //4位首部长度+4位IP版本号

unsigned char tos; //8位服务类型TOS

unsigned short total_len; //16位总长度（字节）

unsigned short ident; //16位标识

unsigned short frag_and_flags; //3位标志位

unsigned char ttl; //8位生存时间TTL

unsigned char proto; //8位协议(TCP, UDP 或其他)

unsigned short checksum; //16位IP首部校验和

unsigned int sourceIP; //32位源IP地址

unsigned int destIP; //32位目的IP地址

}IPHeader;

typedef struct _tcphdr //定义TCP首部

{

USHORT th_sport; //16位源端口

USHORT th_dport; //16位目的端口

unsigned int th_seq; //32位序列号

unsigned int th_ack; //32位确认号

unsigned char th_lenres; //4位首部长度/6位保留字

unsigned char th_flag; //6位标志位

USHORT th_win; //16位窗口大小

USHORT th_sum; //16位校验和

USHORT th_urp; //16位紧急数据偏移量

}TCP_HEADER;

typedef struct _udphdr //定义UDP首部

{

unsigned short uh_sport; //16位源端口

unsigned short uh_dport; //16位目的端口

unsigned short uh_len; //16位长度

unsigned short uh_sum; //16位校验和

}UDP_HEADER;

typedef struct _icmphdr //定义ICMP首部

{

BYTE i_type; //8位类型

BYTE i_code; //8位代码

USHORT i_cksum; //16位校验和

USHORT i_id; //识别号（一般用进程号作为识别号）USHORT i_seq; //报文序列号

ULONG timestamp; //时间戳

}ICMP_HEADER;

int iTTL,iLEN,iBYTES;

char szSourceIP[MAX_ADDR_LEN], szDestIP[MAX_ADDR_LEN]; int iSourcePort,iDestPort;

int fflag=0;//file flag

#define PACKAGE_SIZE sizeof(IPHeader)+1000

void HandleError(char *func);

//functions

int DecodeTcpPack(char *, int,FILE *); //TCP解包函数

int DecodeUdpPack(char *, int,FILE *); //UDP解包函数

int DecodeIcmpPack(char *, int,FILE *); //ICMP解包函数

//MAIN

int main(int argc, char *argv[])

{

sockaddr_in saSource,saDest;

WSAData wsaData;

char buf[PACKAGE_SIZE];

WSAStartup(WINSOCK_VERSION, &wsaData);

SOCKET sock = socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_IP);

if(sock == SOCKET_ERROR)

{

HandleError("socket");

WSACleanup();

return -1;

}

//获取本机IP地址

struct sockaddr_in addr;

memset(&addr, 0, sizeof(addr));

//addr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("192.168.1.101");

char name[256];

PHOSTENT hostinfo;

if( gethostname ( name, sizeof(name)) == 0)

{

if((hostinfo = gethostbyname(name)) != NULL)

{

memcpy(&(addr.sin_addr.S_un.S_addr) , (struct in_addr *)*hostinfo->h_addr_list , sizeof((struct in_addr *)*hostinfo->h_addr_list ));

}

}

addr.sin_family = AF_INET;

if(bind(sock, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)) == SOCKET_ERROR)//bind

{

HandleError("bind");

}

//设置SOCK_RAW为SIO_RCV ALL，以便接收所有的IP包

int on = RCV ALL_ON;

DWORD num;

if(WSAIoctl(sock, SIO_RCV ALL, &on, sizeof(on), NULL, 0, &num, NULL, NULL) == SOCKET_ERROR)

{

HandleError("wsaIoctl set");

}

struct sockaddr_in from;

int fromlen;

int size;

FILE *fp;

if((fp=fopen("log.txt","w+"))==NULL)

{

printf("open file errer,can't save list to file");

fflag=1;

}

//侦听IP报文

while(!kbhit())

{

memset(buf, 0, sizeof(num));

memset(&from, 0, sizeof(from));

fromlen = sizeof(from);

size=recvfrom(sock, buf, PACKAGE_SIZE, 0, (struct sockaddr*)&from, &fromlen);

if(size == SOCKET_ERROR)

{

if(WSAGetLastError() == WSAEMSGSIZE)

{

HandleError("recvfrom");

continue;

}

}

IPHeader *iph=(IPHeader *)buf;

/**/

//源地址

saSource.sin_addr.s_addr = iph->sourceIP;

strncpy(szSourceIP, inet_ntoa(saSource.sin_addr), MAX_ADDR_LEN);

//目的地址

saDest.sin_addr.s_addr = iph->destIP;

strncpy(szDestIP, inet_ntoa(saDest.sin_addr), MAX_ADDR_LEN);

iTTL = iph->ttl;

//计算IP首部的长度

int IpHeadLen = 4 * (iph->h_lenver & 0xf);

//根据协议类型分别调用相应的函数

switch(iph->proto)

{

case IPPROTO_ICMP:

DecodeIcmpPack(buf+IpHeadLen, size,fp);

break;

case IPPROTO_IGMP:

printf("IGMP ");

printf("%15s: ->%15s: ", szSourceIP, szDestIP);

printf("%d",size);

printf("%s\n", buf);

break;

case IPPROTO_TCP:

DecodeTcpPack((buf+IpHeadLen),size,fp);

break;

case IPPROTO_UDP:

DecodeUdpPack(buf+IpHeadLen, size,fp);

break;

default:

printf("unknown datagram from %s\n", inet_ntoa(from.sin_addr));

printf("%s\n", buf);

break;

}//end switch

Sleep(200);

}//end while

fclose(fp);

closesocket(sock);

WSACleanup();

printf("Stopped!\n");

getch();

return 0;

}//end of main

//TCP解包程序

int DecodeTcpPack(char * TcpBuf, int iBufSize,FILE *fp)

{

unsigned char FlagMask;FlagMask = 1;

int i;

TCP_HEADER *tcph;

tcph = (TCP_HEADER*)TcpBuf;

//计算TCP首部长度

int TcpHeadLen = tcph->th_lenres>>4;

TcpHeadLen *= sizeof(unsigned long);

char *TcpData=TcpBuf+TcpHeadLen;

iSourcePort = ntohs(tcph->th_sport);

iDestPort = ntohs(tcph->th_dport);

//输出

printf("TCP ");

printf("%15s:%5d ->%15s:%5d ", szSourceIP, iSourcePort, szDestIP, iDestPort); printf("TTL=%3d ", iTTL);

if(fflag==1)

//判断TCP标志位

for( i=0; i<6; i++ )

{

if((tcph->th_flag) & FlagMask)

printf("1");

else printf("0");

FlagMask=FlagMask<<1;

}

printf(" bytes=%4d", iBufSize);

printf("\n");

if(fflag=1)//写入文件

fprintf(fp,"TCP %15s:%5d ->%15s:%5d TTL=%3d ------ bytes=%4d\n"

,szSourceIP, iSourcePort, szDestIP, iDestPort, iTTL,iBufSize);

return 0;

}

//UDP解包程序

int DecodeUdpPack(char * UdpBuf, int iBufSize,FILE *fp)

{

UDP_HEADER *udph;

udph = (UDP_HEADER*)UdpBuf;

iSourcePort = ntohs(udph->uh_sport);

iDestPort = ntohs(udph->uh_dport);

//输出

printf("UDP ");

printf("%15s:%5d ->%15s:%5d ", szSourceIP, iSourcePort, szDestIP, iDestPort); printf("TTL=%3d ", iTTL);

printf("Len=%4d ", ntohs(udph->uh_len));

printf("bytes=%4d", iBufSize);

printf("\n");

if(fflag=1)//写入文件

fprintf(fp,"UDP %15s:%5d ->%15s:%5d TTL=%3d Len=%4d bytes=%4d\n"

,szSourceIP, iSourcePort, szDestIP, iDestPort, iTTL, ntohs(udph->uh_len), iBufSize); return 0;

}

//ICMP解包程序

int DecodeIcmpPack(char * IcmpBuf, int iBufSize,FILE *fp)

{

ICMP_HEADER * icmph;

icmph = (ICMP_HEADER * )IcmpBuf;

int iIcmpType = icmph->i_type;

int iIcmpCode = icmph->i_code;

//输出

printf("ICMP ");

printf("%15s ->%15s ", szSourceIP, szDestIP);

printf("TTL=%3d ", iTTL);

printf("Type%2d,%d ",iIcmpType,iIcmpCode);

printf("bytes=%4d", iBufSize);

printf("\n");

if(fflag=1)//写入文件

fprintf(fp,"ICMP %15s ->%15s TTL=%3d Type%2d,%d bytes=%4d"

, szSourceIP, szDestIP, iTTL,iIcmpType,iIcmpCode, iBufSize);

return 0;

}

void HandleError(char *func)

{

char info[65]= {0};

_snprintf(info, 64, "%s: %d\n", func, WSAGetLastError());

printf(info);

}

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