计算机网络编程课程设计

作者：在家創業 | 发布时间：2020-12-31 02:05:44 收藏本文下载本文

课题一：基于TCP的Socket通讯编程一、课程设计目的：

1.能够深刻了解socket编程思想；

2.从实现层面理解TCP和UDP链接的不同。

二、课程设计环境：

1.windows XP或 win7 系统；

2.配置有java虚拟机的环境变量；

3.编写java程序的软件Eclipse。

三、课程设计原理：

Windows Sockets规范本意在于提供给应用程序开发者一套简单的API，并让各家网络软件供应商共同遵守。此外，在一个特定版本Windows的基础上，Windows Sockets也定义了一个二进制接口（ABI），以此来保证应用Windows Sockets API的应用程序能够在任何网络软件供应商的符合Windows Sockets协议的实现上工作。因此这份规范定义了应用程序开发者能够使用，并且网络软件供应商能够实现的一套库函数调用和相关语义。

遵守这套Windows Sockets规范的网络软件，我们称之为Windows Sockets兼容的，而Windows Sockets兼容实现的提供者，我们称之为Windows Sockets提供者。一个网络软件供应商必须百分之百地实现Windows Sockets规范才能做到现Windows Sockets兼容。

四、课程设计内容：

（1）

网络程序初始化，服务器和客户端WinSock API均要求在调用其他WinSock函数以前先调用WSAStartUp函数初始化。

（2）创建套接字Socket()。

（3）配置并启动套接字。

（4）通过Socket发送和接收数据。

（5）程序结束时必须关闭Socket，使用与WSAStartUp()相对应的函数WSACleanUp()，释放所分配的内部缓冲区和其他资源。

代码：

EchoThreadServer: import java.net.*;public class EchoThreadServer { public static void main(String[] args)throws Exception{ // TODO Auto-generated method stub ServerSocket server = null;Socket client = null;InetAddress remAdd = null;server = new ServerSocket(12345);boolean f = true;while(f){ System.out.println(“连接正在建立，请等待……“);client = server.accept();System.out.println(“客户端的IP地址和端口号是:“ + client.getLocalSocketAddress());new Thread(new EchoThread(client)).start();} server.close();} } EchoThread: import java.io.*;import java.net.Socket;public class EchoThread implements Runnable{ private Socket client = null;public EchoThread(Socket client){ this.client = client;} public void run(){ BufferedReader buf = null;PrintStream out = null;BufferedReader input = null;try { out = new PrintStream(client.getOutputStream());buf = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));input = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));boolean flag = true;while(flag){ String str = buf.readLine();System.out.println(“Client:“ + str);if(str == null || ““.equals(str)){ flag = false;} else if(“goodbye“.equals(str)){ flag = false;} else { out.println(“Echo:“ + str);} } client.close();} catch(Exception e){ // TODO: handle exception } } } EchoClient: import java.io.BufferedReader;import java.io.InputStreamReader;import java.io.PrintStream;import java.net.Socket;public class EchoClient { public static void main(String[] args)throws Exception{ Socket client = null;client = new Socket(“localhost“,12345);BufferedReader buf = null;PrintStream out = null;BufferedReader input = null;input = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));buf = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));out = new PrintStream(client.getOutputStream());boolean flag = true;while(flag){ System.out.println(“客户端输入信息:“);String str = input.readLine();out.println(str);if(“goodbye“.equals(str)){ flag = false;} else { String echo = buf.readLine();System.out.println(echo);} } buf.close();client.close();} } 五、课程设计结果截图：

服务器端截图：

客户端截图：

六、课程设计总结：

课题二：端口扫描一、课程设计目的：

1.加深对课堂讲授知识的理解；

2.熟练的掌握基本的网络编程技术和方法；

3.建立网络编程整体概念；

4.培养具有研究、设计、编制和调试网络程序的能力。

二、课程设计环境：

1.windows XP或 win7 系统；

2.配置有java虚拟机的环境变量；

3.编写java程序的软件Eclipse。

三、课程设计原理: 1．端口扫描器功能简介：服务器上所开放的端口就是潜在的通信通道，也就是一个入侵通道。对目标计算机进行端口扫描，能得到许多有用的信息，进行端口扫描的方法很多，可以是手工进行扫描、也可以用端口扫描软件进行。扫描器通过选用远程TCP/IP不同的端口的服务，并记录目标给予的回答，通过这种方法可以搜集到很多关于目标主机的各种有用的信息，例如远程系统是否支持匿名登陆、是否存在可写的 FTP 目录、是否开放 TELNET 服务和 HTTPD 服务等。

2．实验所用的端口扫描技术：端口扫描技术有 TCP connect()扫描、TCP SYN 扫描、TCP FIN 扫描、IP段扫描等等。本次实验所用的技术是TCP connect()扫描，这是最基本的TCP扫描，操作系统提供的 connect()系统调用可以用来与每一个感兴趣的目标计算机的端口进行连接。如果端口处于侦听状态，那么connect()就能成功。否则，这个端口是不能用的，即没有提供服务。这个技术的一个最大的优点是，你不需要任何权限。系统中的任何用户都有权利使用这个调用。

四、课程设计内容：

编写一个端口扫描程序，能够显示某个IP或某段IP的计算机的某一个或某些端口是否正在工作。基本工作过程如下：

(1)设定好一定的端口扫描范围；

(2)设定每个端口扫描的次数，因为有可能有的端口一次扫描可能不通；

(3)创建 socket，通过socket的connect方法来连接远程IP地址以及对应的端口；

(4)如果返回false，表示端口没有开放，否则端口开放。

实现代码：

package com.han.socket;import java.awt.BorderLayout;import java.awt.GridLayout;import java.awt.event.ActionEvent;import java.awt.event.ActionListener;import java.net.InetAddress;import java.net.Socket;import javax.swing.JButton;import javax.swing.JFrame;import javax.swing.JLabel;import javax.swing.JPanel;import javax.swing.JScrollPane;import javax.swing.JTextArea;import javax.swing.JTextField;public class SocketView { public static void main(String[] args){ JFrame frame = new JFrame(“主机端口扫描程序“);frame.setLayout(new BorderLayout(3,3));JPanel pan1 = new JPanel();JPanel pan2 = new JPanel();JPanel pan3 = new JPanel();pan1.setLayout(new GridLayout(2,2,5,5));pan2.setLayout(new BorderLayout(3,3));pan3.setLayout(new GridLayout(1,2,5,5));frame.setSize(400, 450);//定义各个组件 JLabel lb1 = new JLabel(“Host Address“);JLabel lb2 = new JLabel(“Port Number“);JLabel lb3 = new JLabel(“Port Status“);final JTextField jf1 = new JTextField();final JTextField jf2 = new JTextField();final JTextArea ja = new JTextArea();JButton jb1 = new JButton(“TCP Scan“);JButton jb2 = new JButton(“UDP Scan“);JScrollPane jp = new JScrollPane(ja);pan1.add(lb1);pan1.add(lb2);pan1.add(jf1);pan1.add(jf2);pan2.add(lb3,BorderLayout.NORTH);pan2.add(jp,BorderLayout.CENTER);pan3.add(jb1);pan3.add(jb2);frame.add(pan1,BorderLayout.NORTH);frame.add(pan2,BorderLayout.CENTER);frame.add(pan3,BorderLayout.SOUTH);frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);frame.setVisible(true);jb1.addActionListener(new SocketPort());class SocketPort implements ActionListener { private String ip = jf1.getText();;private String hostname = new String();public void actionPerformed(ActionEvent e){ try { InetAddress address = InetAddress.getByName(ip);System.out.println(address);hostname = address.getHostName();System.out.println(hostname);ja.setText(hostname);} catch(Exception exception){ System.out.println(“Could not find “+ ip);ja.setText(“Could not find “+ ip);} try { PrintWriter fout = new PrintWriter(new FileWriter(“PortInf.txt“));fout.println(“Information Of The Port On the “ + hostname +“computer “);fout.println();ja.setText(“Information Of The Port On the “ + hostname +“computer“);for(int nport = 25;nport < 27;++nport){ try { Socket s = new Socket(hostname,nport);fout.println(“The port “ + nport + “ is open!“);fout.println(“Connected to “+ s.getInetAddress()+ “ on port “ + s.getPort()+ “ from port “+ s.getLocalPort()+ “ of “ + s.getLocalAddress());ja.setText(“The port “ + nport + “ is open!“);ja.setText(“Connected to “+ s.getInetAddress()+ “ on port “ + s.getPort()+ “ from port “+ s.getLocalPort()+ “ of “ + s.getLocalAddress());} catch(Exception exception){ // TODO: handle exception fout.println(“The port “ + nport + “ is closed!“);ja.setText(“The port “ + nport + “ is closed!“);} } fout.close();} catch(Exception exception){ exception.printStackTrace();} } } } } 五、课程设计结果截图：

六、七、课程设计总结课题三：捕获分析IP数据包一、课程设计目的：

1.掌握IP数据报的格式；

2.理解IP协议的工作原理及工作过程；

3.学会网络编程的方法和技巧。

二、课程设计环境：

1.windows XP或 win7 系统；

2.以太网，可以访问外部网页；

3.VC程序编辑器。

三、课程设计原理：

IP 数据包的格式说明IP数据包格式包含了标头固定部分，标头可变部分和数据区三部分。IP数据报标头部分固定为20个字节，其中包含了12个参数域，各参数域隐含着网间协议的传输机制。IP具体的标头格式如图所示。

四、课程设计内容：

本设计的目标是捕获网络中的IP数据包，解析数据包的内容，将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：（1）捕获网络中的IP数据包，解析数据包的内容，显示结果，并将结果写入日志文件。

（2）显示的内容包括：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。

（3）设置停止标志，当程序接收到停止命令时即停止。

代码：

#include

#pragma comment(lib, “Ws2_32.lib“);struct ether_header { u_int8_t ether_dhost[6];u_int8_t ether_shost[6];u_int16_t ether_type;};typedef u_int32_t in_addr_t;/*struct in_addr { in_addr_t s_addr;};*/ struct ip_header { #ifdef WORDS_BIGENDIAN u_int8_t ip_version:4;u_int8_t ip_header_length:4;#else u_int8_t ip_header_length:4;u_int8_t ip_version:4;#endif u_int8_t ip_tos;u_int16_t ip_length;u_int16_t ip_id;u_int16_t ip_off;u_int8_t ip_ttl;u_int8_t ip_protocol;u_int16_t ip_checksum;struct in_addr ip_source_address;struct in_addr ip_destination_address;};void ip_protocol_packet_callback(u_char * argument,const struct pcap_pkthdr * packet_header, const u_char * packet_content){ struct ip_header * ip_protocol;u_int header_length;u_int offset;u_char tos;u_int16_t checksum;ip_protocol=(struct ip_header*)(packet_content+14);checksum=ntohs(ip_protocol->ip_checksum);header_length=ip_protocol->ip_header_length*4;tos=ip_protocol->ip_tos;offset=ntohs(ip_protocol->ip_off);printf(“-------------------------ip协议包--------------------＼n“);printf(“版本 :%d＼n“,ip_protocol->ip_version);printf(“首部长度:%d＼n“,header_length);printf(“服务类型 :%d＼n“,tos);printf(“总长度 :%d＼n“,ntohs(ip_protocol->ip_length));printf(“标识 :%d＼n“,ntohs(ip_protocol->ip_id));printf(“偏移:%d＼n“,(offset&0x1fff)*8);printf(“生存时间:%d＼n“,ip_protocol->ip_ttl);printf(“协议:%d＼n“,ip_protocol->ip_protocol);switch(ip_protocol->ip_protocol){ case 6: printf(“该数据包协议类型是 Tcp＼n“);break;case 17: printf(“该数据包协议类型是 Udp＼n“);break;case 1: printf(“该数据包协议类型是 Icmp＼n“);break;default: break;} printf(“校验和:%d＼n“,checksum);printf(“源地址 :%s＼n“,inet_ntoa(ip_protocol->ip_source_address));printf(“目的地址 :%s＼n“,inet_ntoa(ip_protocol->ip_destination_address));} void ethernet_protocol_packet_callback(u_char *argument,const struct pcap_pkthdr * packet_header, const u_char * packet_content){ u_short ethernet_type;struct ether_header *ethernet_protocol;u_char *mac_string;static int packet_number=1;printf(“****************************************************************＼n“);printf(“ the %d packet is captured ＼n“,packet_number);printf(“------------------------------以太网帧--------------------------＼n“);ethernet_protocol=(struct ether_header *)packet_content;printf(“以太网帧类型:“);ethernet_type=ntohs(ethernet_protocol->ether_type);printf(“%04x＼n“,ethernet_type);switch(ethernet_type){ case 0x0800: printf(“网络层协议是 ip 协议＼n“);break;case 0x0806: printf(“网络层协议是 arp 协议＼n“);break;case 0x8035: printf(“网络层协议是 rarp 协议＼n“);break;default: break;} printf(“MAC源地址:“);mac_string=ethernet_protocol->ether_shost;printf(“%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x＼n“,*mac_string,*(mac_string+1),*(mac_string+2), *(mac_string+3),*(mac_string+4),*(mac_string+5));printf(“MAC目的地址 :“);mac_string=ethernet_protocol->ether_dhost;printf(“%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x＼n“,*mac_string,*(mac_string+1),*(mac_string+2), *(mac_string+3),*(mac_string+4),*(mac_string+5));switch(ethernet_type){ case 0x0800 ip_protocol_packet_callback(argument,packet_header,packet_content);break;default: break;} printf(“********************************************************************＼n“);packet_number++;} int main(){ pcap_t *pcap_handle;char error_content[PCAP_ERRBUF_SIZE];char *net_interface;struct bpf_program bpf_filter;char bpf_filter_string[]=“ip“;bpf_u_int32 net_mask;bpf_u_int32 net_ip;net_interface=pcap_lookupdev(error_content);pcap_lookupnet(net_interface,&net_ip,&net_mask,error_content);pcap_handle=pcap_open_live(net_interface,20480,1,0,error_content);pcap_compile(pcap_handle,&bpf_filter,bpf_filter_string,0,net_ip);pcap_setfilter(pcap_handle,&bpf_filter);if(pcap_datalink(pcap_handle)!=DLT_EN10MB)return 0;pcap_loop(pcap_handle,-1,ethernet_protocol_packet_callback,NULL);pcap_close(pcap_handle);} 五、课程设计结果截图：

六、课程设计总结：

七、主要参考资料：

[1]谢希仁．计算机网络[M]．第5版．北京：电子工业出版社，2008． [2]张基温．Visual C++程序开发基础[M]．北京：高等教育出版社，2001． [3]f15瑞．Visual c++网络通信程序开发指南[M]．北京：机械工业出版社，2004．