简单路由器设计与实现Word格式文档下载.doc
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a）IP数据包捕获和转发；
b）ARP请求与解析；
c）重新计算IP数据包的头部校验和；
d）处理IP数据包的头部校验和；
处理IP数据包的TTL值；
e）静态路由表维护。
在下图所示的完了过拓扑结构中，当所开发的路由器程序部署并运行在计算机C上时，它将（作为一个路由器）能够连通两个子网，正确地捕获、转发来自计算机A和计算机B的分组，使得两个子网中的主机能够互相访问
图5-1实验验证环境配置示意图
4.实验方式
每位同学独立上机编程实验，实验指导教师现场指导。
5.参考内容
（1）WinPcap简介
Winpcap（windowspacketcapture）是windows平台下一个免费、公共的网络访问系统。
开发Winpcap项目的目的在于为win32应用程序提供访问网络底层的能力。
它用于windows系统下的直接的网络编程。
关于Winpcap的介绍请参阅
Winpcap开发包可以在http:
//www.winpcap.org/上下载，Winpcap的技术文档可以从http:
//www.winpcap.org/docs/default.htm下载。
附录中给出了主要函数的说明文档。
（2）Winpcap主要函数及功能介绍
Winpcap部分主要函数及其功能介绍如下：
（1）.intpcap_findalldevs_ex（char*source,structpcap_rmtauth*auth,pcap_if_t**alldevs,char*errbuf）
函数功能:
Createalistofnetworkdevicesthatcanbeopenedwith
pcap_open（）.
参数说明:
source:
achar*bufferthatkeepsthe'
sourcelocaltion'
accordingtothenewWinPcapsyntax.Thissourcewillbeexaminedlookingforadapters（localorremote）orpcapfiles，Thestringsthatmustbeprependedtothe'
source'
inordertodefineifwewantlocal/remoteadaptersorfilesisdefinedinthenewSourceSpecificationSyntax.
auth:
apointertoapcap_rmtauthstructure.ThispointerkeepstheinformationrequiredtoauthenticatetheRPCAPconnectiontotheremotehost.Thisparameterisnotmeaningfulincaseofaquerytothelocalhost:
inthatcaseitcanbeNULL.
alldevs:
a'
structpcap_if_t'
pointer,whichwillbeproperlyallocatedinsidethisfunction.Whenthefunctionreturns,itissettopointtothefirstelementoftheinterfacelist;
eachelementofthelistisoftype'
.
errbuf:
apointertoauser-allocatedbuffer（ofsizePCAP_ERRBUF_SIZE）thatwillcontaintheerrormessage（incasethereisone）.
返回值:
'
0'
ifeverythingisfine,'
-1'
ifsomeerrorsoccurred.Thelistofthedevicesisreturnedinthe'
alldevs'
variable.Whenthefunctionreturnscorrectly,'
cannotbeNULL.Inotherwords,thisfunctionreturns'
alsoincasethesystemdoesnothaveanyinterfacetolist.
（2）.voidpcap_freealldevs_ex（pcap_if_t*alldevsp）
函数功能：
Freeaninterfacelistreturnedbypcap_findalldevs（）.
（3）.pcap_t*pcap_open（constchar*source,intsnaplen,intflags,intread_timeout,structpcap_rmtauth*auth,char*errbuf）
Openagenericsourceinordertocapture/send（WinPcaponly）traffic.
zero-terminatedstringcontainingthesourcenametoopen.ThesourcenamehastoincludetheformatprefixaccordingtothenewSourceSpecificationSyntaxanditcannotbeNULL.OnonLinuxsystemswith2.2orlaterkernels,adeviceargumentof"
any"
canbeusedtocapturepacketsfromallinterfaces.Inordertomakesthesourcesyntaxeasier,pleaserememberthat:
theadaptersreturnedbythepcap_findalldevs_ex（）canbeusedimmediatelybythepcap_open（）incasetheuserwantstopassitsownsourcestringtothepcap_open（）,thepcap_createsrcstr（）helpsincreatingthecorrectsourceidentifier.
snaplen:
lengthofthepacketthathastoberetained.Foreachpacketreceivedbythefilter,onlythefirst'
snaplen'
bytesarestoredinthebufferandpassedtotheuserapplication.Forinstance,snaplenequalto100meansthatonlythefirst100bytesofeachpacketarestored.
flags:
keepsseveralflagsthatcanbeneededforcapturingpackets.Theallowedflagsaredefinedinthepcap_open（）flags.
read_timeout:
readtimeoutinmilliseconds.Thereadtimeoutisusedtoarrangethatthereadnotnecessarilyreturnimmediatelywhenapacketisseen,butthatitwaitsforsomeamountoftimetoallowmorepacketstoarriveandtoreadmultiplepacketsfromtheOSkernelinoneoperation.Notallplatformssupportareadtimeout;
onplatformsthatdon'
t,thereadtimeoutisignored.
apointertoa'
structpcap_rmtauth'
thatkeepstheinformationrequiredtoauthenticatetheuseronaremotemachine.Incasethisisnotaremotecapture,thispointercanbesettoNULL.
apointertoauser-allocatedbufferwhichwillcontaintheerrorincasethisfunctionfails.Thepcap_open（）andfindalldevs（）aretheonlytwofunctionswhichhavethisparameter,sincetheydonothave（yet）apointertoapcap_tstructure,whichreservesspacefortheerrorstring.Sincethesefunctionsdonothave（yet）apcap_tpointer（thepcap_tpointerisNULLincaseoferrors）,theyneedanexplicit'
errbuf'
variable.'
mayalsobesettowarningtextwhenpcap_open_live（）succeds;
todetectthiscasethecallershouldstoreazero-lengthstringin'
beforecallingpcap_open_live（）anddisplaythewarningtotheuserif'
isnolongerazero-lengthstring.
Apointertoa'
pcap_t'
whichcanbeusedasaparametertothefollowingcalls（pcap_compile（）
andsoon）andthatspecifiesanopenedWinPcapsession.Incaseofproblems,itreturnsNULLandthe'
variablekeepstheerrormessage.
（4）.intpcap_next_ex（pcap_t*p,structpcap_pkthdr**pkt_header,constu_char**pkt_data）
Readapacketfromaninterfaceorfromanofflinecapture.Thisfunctionisusedtoretrievethenextavailablepacket,bypassingthecallbackmethodtraditionallyprovidedbylibpcap.pcap_next_exfillsthepkt_headerandpkt_dataparameters（seepcap_handler（））withthepointerstotheheaderandtothedataofthenextcapturedpacket.
Thereturnvaluecanbe:
1ifthepackethasbeenreadwithoutproblems
0ifthetimeoutsetwithpcap_open_live（）haselapsed.Inthiscasepkt_headerandpkt_datadon'
tpointtoavalidpacket
-1ifanerroroccurred
-2ifEOFwasreachedreadingfromanofflinecapture
（5）.intpcap_compile（pcap_t*p,structbpf_program*fp,char*str,intoptimize,bpf_u_int32netmask）
Compileapacketfilter,convertinganhighlevelfilteringexpression（seeFilteringexpressionsyntax）inaprogramthatcanbeinterpretedbythekernel-levelfilteringengine.
（6）.intpcap_setfilter（pcap_t*p,structbpf_program*fp）
Associateafiltertoacapture.此函数是要和函数pcap_compile（）配合使用。
（7）.intpcap_sendpacket（pcap_t*p,u_char*buf,intsize）
Sendarawpacket.
6.实验步骤
6.1WinPcap开发包安装与配置
下载、安装WinPcap开发包，配置VisualStudio2010开发环境。
具体步骤请同学们参阅网上资料自行完成。
6.2用户界面设计
（1）.首先打开vs2010，新建工程，选择MFCApplication，输入工程名，点击OK，
图5-2
点击next，选择Dialogbased,点击Next跳到最后一个页面选择...Dlg，点击finish。
图5-3
图5-4
到此为止工程新建完毕，运行会出现以下页面，下面就为这个对话框拖拽控件。
图5-5
首先将对话框上面的三个控件删除，并拖拽相应的控件得到如下效果：
图5-6
图5-7
其中对话框可在ResourceView打开，控件在Toolbox中可以找到，
图5-8
其中启动、退出、添加路由、删除路由为button控件，两个空白区为ListBox，日志、路由表、子网掩码、目的地址、下一跳步为StaticText，三个输入IP的控件为IPAddressControl，将控件拖拽到相应的位置并且在控件的属性框中修改控件的Caption以及ID。
启动
ONSTART_BUTTON
退出
ONSTOP_BUTTON
日志
IDC_STATIC
第一个空白区
LOGGER_LIST
路由表
第二个空白区
ROUTER_LIST
子网掩码
子网掩码对应的IP输入区
IDC_NETMASK
目的地址
目的地址对应的IP输入区
IDC_IPADDRESS
下一跳步
下一跳步对应的IP输入区
IDC_NEXTHOP
添加路由
ADD_ROUTER_BUTTON
删除路由
DELETE_ROUTER_BUTTON
6.3代码实现
（1）.事件响应函数及主流程
控件添加完成后为Button添加相应的单击事件并修改单击事件名称，对应关系如下：
OnStartClickedButton（）
OnBnClickedButton（）
OnAddRouterButton（）
OnDeleteRouterButton（）
VC程序首先执行程序初始化函数OnInitDialog（），在此函数中我们获取了MFC窗体指针。
当我们点击“启动”按钮时，程序会执行OnStartClickedButton（）函数，此函数流程图如下图所示:
图5-9
当我们点击结束按钮时程序会执行OnBnClickedButton（），程序自动退出。
当程序退出时会触发ON_WM_DESTROY（）消息，从而会执行OnDestroy（）函数，并且程序在执行过程中每隔一段时间会执行OnTimer（）函数。
（2）.主要数据结构和函数声明
首先将程序所用变量以及函数复制到VCRouterDlg.cpp文件中：
#define MAX_IF 5//最大接口数目
#pragmapack
（1）
typedefstructFrameHeader_t{ //帧首部
UCHAR DesMAC[6];
//目的地址
UCHAR SrcMAC[6];
//源地址
USHORT FrameType;
//帧类型
}FrameHeader_t;
typedefstructARPFrame_t{ //ARP帧
FrameHeader_t FrameHeader;
//帧首部
WORD HardwareType;
//硬件类型
WORD ProtocolType;
//协议类型
BYTE HLen;
//硬件地址长度
BYTE PLen;
//协议地址长度
WORD Operation;
//操作值
UCHAR SendHa[6];
//源MAC地址
ULONG SendIP;
//源IP地址
UCHAR RecvHa[6];
//目的MAC地址
ULONG RecvIP;
//目的IP地址
}ARPFrame_t;
typedefstructIPHeader_t{ //IP首部
BYTE Ver_HLen;
//版本+头部长度
BYTE TOS;
//服务类型
WORD TotalLen;
//总长度
WORD ID;
//标识
WORD Flag_Segment;
//标志+片偏移
BYTE TTL;
//生存时间
BYTE Protocol;
//协议
WORD Checksum;
//头部校验和
ULONG SrcIP;
//源IP地址
ULONG DstIP;
//目的IP地址
}IPHeader_t;
typedefstructICMPHeader_t{//ICMP首部
BYTEType;
//类型
BYTECode;
//代码
WORDChecksum;
//校验和
WORDId;
WORDSequence;
//序列号
}ICMPHeader_t;
typedefstructIPFrame_t{ //IP帧
IPHeader_t IPHeader;
//IP首部
}IPFrame_t;
typedefstructip_t{//网络地址
ULONG IPAddr;
//IP地址
ULONG IPMask;
//子网掩码
}ip_t;
typedefstructIfInfo_t{ //接口信息
CString DeviceName;
//设备名
CString Description;
//设备描述
UCHAR MACAddr[6];
//MAC地址
CArray<
ip_t,ip_t&
>
ip;
//IP地址列表
pcap_t *adhandle;
//pcap句柄
}IfInfo_t;
typedefstructSendPacket_t{ //发送数据包结构
int len;
//长度
BYTE PktData[2000];
//数据缓存
ULONG TargetIP;
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