原始套接字编程（C++）

1.同上两篇，学校的实验。

但是这第三个实验坑比较多，写了好长时间，百度了好久才写对。

我是先启动的服务器，在启动数据包捕获，最后在启动客户端，这样最初的通信也能捕获到。而且我的客户端与服务器时双向通信，也就是两者都会经过“127.0.0.1”这个地址，所以客户端的消息和服务器的消息都会捕获到。、

捕获之后根据IP报文结构还有TCP报文结构来推算内容啊，开始位置在哪个地方，这个也与自己定义的头文件有关。

2. 数据包捕获

//.h文件
#pragma once//IP报文格式
typedef struct IP {//unsigned char version;//4位IP版本号unsigned char headLen;//4位首部长度unsigned char serviceType;//8位服务类型unsigned short totalLen;//16位总长度unsigned short identifier;//16位标识符unsigned short flags;//3位标志位//unsigned short fragOffset;//13位片偏移unsigned char timeToLive;//8位生存时间unsigned char protocal;//8位协议unsigned short headCheckSum;//16位首部校验和unsigned int sourceAddr;//32位源地址unsigned int destinAddr;//32位目的地址
}IPHeader;//TCP报文格式
typedef struct TCP {unsigned short sourcePort;//16位源端口号unsigned short destinPort;//16位目的端口号unsigned int seqNum;//32位序列号unsigned int ackNum;//32位确认号unsigned char headLen;//4位首部长度//unsigned char resv;//4位保留字unsigned char flags;//8位标志位unsigned short winSize;//16位窗口大小unsigned short checkNum;//16位校验和unsigned short urgPointer;//16位紧急指针
}TCPHeader;

//.cpp文件
#include <WinSock2.h>
#include <iostream>
#include "headers.h"
using namespace std;#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")#define SIO_RCVALL _WSAIOW(IOC_VENDOR,1)//将SIO_RCVALL定义为_WSAIOW(IOC_VENDOR,1)int main() {IP* ip;TCP* tcp;WSADATA wsd;if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsd) != 0) {cout << "error:" << WSAGetLastError() << endl;return -1;}SOCKET sock;sock = socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_IP);if (sock == INVALID_SOCKET) {cout << "error:" << WSAGetLastError() << endl;closesocket(sock);WSACleanup();return -2;}BOOL flag = true;if (setsockopt(sock, IPPROTO_IP, 2, (char*)&flag, sizeof(flag)) == SOCKET_ERROR) {cout << "error:" << WSAGetLastError() << endl;closesocket(sock);WSACleanup();return -3;}/*创建了原始套接字后，就要设置套接字选项，这要通过setsocketopt函数来实现，setsocketopt函数的声明如下：int setsocketopt (SOCKET s,int level,int optname,const char FAR *optval,int optlen )；参数s是标识套接口的描述字，要注意的是选项对这个套接字必须是有效的。参数Level表明选项定义的层次，对TCP/IP协议族而言，支持SOL_SOCKET、IPPROTO_IP和IPPROTO_TCP层次。参数Optname是需要设置的选项名，这些选项名是在Winsock头文件内定义的常数值。参数optval是一个指针，它指向存放选项值的缓冲区。参数optlen指示optval缓冲区的长度*/SOCKADDR_IN addr;addr.sin_family = AF_INET;addr.sin_port = htons(0);addr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");if (bind(sock, (struct sockaddr*) &addr, sizeof(addr)) == SOCKET_ERROR) {cout << "error:" << WSAGetLastError() << endl;closesocket(sock);WSACleanup();return -4;}DWORD dwBytesReturned;DWORD dwBufferInLen = 1;//将网卡设置为混听模式，就是接收所有数据if (ioctlsocket(sock, SIO_RCVALL, &dwBufferInLen) == SOCKET_ERROR) {cout << "error:" << WSAGetLastError() << endl;closesocket(sock);WSACleanup();return -5;}/*ioctsocket功能是控制套接口的模式。可用于任一状态的任一套接口。它用于获取与套接口相关的操作参数，而与具体协议或通讯子系统无关。int ioctlsocket( int s, long cmd, u_long * argp);s：一个标识套接口的描述字。cmd：对套接口s的操作命令。argp：指向cmd命令所带参数的指针。*/int bytesRecv;char buffer[65535];//接收缓冲区的内容//SOCKADDR_IN from;struct sockaddr_in from;int fromSize = sizeof(from);//循环监听;while (true) {memset(buffer, 0, 65535);bytesRecv = recvfrom(sock, buffer, 65535, 0, (struct sockaddr*) &from, &fromSize);if (bytesRecv == SOCKET_ERROR) {cout << "error:" << WSAGetLastError() << endl;closesocket(sock);WSACleanup();return -6;}/*与recv的功能差不多，都是接收数据，但是from可以适用于UDP，因为多了一个from，你懂的。*/ip = (struct IP*)buffer;if (ip->protocal == 6) {//过滤其他协议，只留下TCP协议tcp = (struct TCP*)(buffer + (4 * ip->headLen & 0xf0 >> 4));//得到TCP头cout << "Network+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++\n";//网络层数据cout << "IP报文字节数：" << bytesRecv << "\n";cout << "源IP：" << inet_ntoa(*(in_addr*)&ip->sourceAddr) << "\n";cout << "目的IP：" << inet_ntoa(*(in_addr*)&ip->destinAddr) << "\n";cout << "Transportation++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++\n";//运输层数据cout << "源端口：" << ntohs(tcp->sourcePort) << "\n";cout << "目的端口：" << ntohs(tcp->destinPort) << "\n";cout << "Applications++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++\n";//应用层数据char* start = buffer + 5 + 4 * ((tcp->headLen & 0xf0) >> 4 | 0);//计算数据头指针，从何处开始数据int dataSize = bytesRecv - 5 - 4 * ((tcp->headLen & 0xf0) >> 4 | 0);//计算数据长度cout << "数据内容：";memcpy(buffer, start, dataSize);for (int i = 0; i < dataSize; i++) {if (buffer[i] >= 32 && buffer[i] < 255) {printf("%c", (unsigned char)buffer[i]);}else {printf(".");}}cout << "\n";}}}

3.服务器端

#include<WinSock2.h>
#include <iostream>
using namespace std;#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")DWORD WINAPI clientChildThread(LPVOID ipParameter) {SOCKET clientSocket = (SOCKET)ipParameter;int const CLIENT_MSG_SIZE = 128;//接收缓冲区长度char inMSG[CLIENT_MSG_SIZE];//接收信息的char数组char outMSG[CLIENT_MSG_SIZE];//存储时间的char数组char wx[] = "无效的命令";int size;while (true) {memset(inMSG, 0, CLIENT_MSG_SIZE);//接收消息之前清空接收消息数组size = recv(clientSocket, inMSG, CLIENT_MSG_SIZE, 0);//接收消息if (size == SOCKET_ERROR) {//如果接收消息出错cout << "对话中断，错误提示：" << WSAGetLastError() << endl;closesocket(clientSocket);break;}//否则，输出消息cout << "客户端消息：" << inMSG << endl;//如果客户端请求当前时间if (strcmp(inMSG, "当前时间") == 0) {SYSTEMTIME systime = { 0 };GetLocalTime(&systime);//获取系统时间sprintf(outMSG, "%d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d",systime.wYear, systime.wMonth, systime.wDay,systime.wHour, systime.wMinute, systime.wSecond);send(clientSocket, outMSG, CLIENT_MSG_SIZE, 0);memset(outMSG, 0, CLIENT_MSG_SIZE);//每次回复之后，清空发送消息数组}//如果客户端要退出连接else if (strcmp(inMSG, "退出连接") == 0) {closesocket(clientSocket);cout << "客户端退出连接成功" << endl;break;}else {send(clientSocket, wx, sizeof(wx), 0);}}return 0;
}int main() {WSADATA wsd;if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsd) != 0) {WSACleanup();return  -1;}SOCKET serverSocket;serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);if (serverSocket == INVALID_SOCKET) {cout << "error:" << WSAGetLastError() << endl;WSACleanup();return -2;}SOCKADDR_IN server;server.sin_family = AF_INET;server.sin_port = htons(2591);server.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);if (bind(serverSocket, (struct sockaddr*) &server, sizeof(server)) == SOCKET_ERROR) {cout << "error:" << WSAGetLastError() << endl;closesocket(serverSocket);WSACleanup();return -3;}if (listen(serverSocket, 2) == SOCKET_ERROR) {cout << "error:" << WSAGetLastError() << endl;closesocket(serverSocket);WSACleanup();return -4;}cout << "服务器启动。。。监听中。。。" << endl;SOCKET clientSocket;SOCKADDR_IN client;int addrsize = sizeof(SOCKADDR_IN);HANDLE pThread;while (true) {clientSocket = accept(serverSocket, (struct sockaddr*) &client, &addrsize);if (clientSocket == INVALID_SOCKET) {cout << "客户端accept失败,错误提示:" << WSAGetLastError() << endl;closesocket(serverSocket);WSACleanup();return -5;}else {cout << "客户端\n"<< inet_ntoa(client.sin_addr)//inet_ntoa将一个十进制网络字节序转换为点分十进制IP格式的字符串。<< "\n通过端口：\n"<< ntohs(client.sin_port)//ntohs将一个16位数由网络字节顺序转换为主机字节顺序<< "\n连接成功" << endl;pThread = CreateThread(NULL, 0, clientChildThread, (LPVOID)clientSocket, 0, NULL);/*lpsa：线程句柄的安全性，比如子进程是否可以继承这个线程句柄，一般设置为NULLcbStack：线程栈大小，一般取0表示默认大小lpStartAddr：线程入口函数lpvThreadParam：线程入口函数的参数fdwCreate：控制线程创建的标志，一般为0，表示线程立即启动。也可以选择可以挂起，使用CREATE_SUSPENDED，之后在代码中使用ResumeThread启动。lpIDThread：线程的ID值，接收线程返回的ID*/if (pThread == NULL) {cout << "创建子进程失败。" << endl;break;}CloseHandle(pThread);}}closesocket(serverSocket);closesocket(clientSocket);WSACleanup();return 0;}

4.客户端

#include<WinSock2.h>
#include <iostream>
using namespace std;#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")int main() {WSADATA wsd;//定义 WSADATA对象if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsd) != 0) {//初始化WSAWSACleanup();return -1;}SOCKET clientSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);if (clientSocket == INVALID_SOCKET) {cout << "error:" << WSAGetLastError() << endl;WSACleanup();return -2;}SOCKADDR_IN client;client.sin_family = AF_INET;client.sin_port = htons(2591);client.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");int const SERVER_MSG_SIZE = 128;char inMSG[SERVER_MSG_SIZE] = { 0 };//用户输入的消息char outMSG[SERVER_MSG_SIZE];//要发送给服务器的消息//连接服务器失败if (connect(clientSocket, (struct sockaddr*) &client, sizeof(client)) < 0) {cout << "error:" << WSAGetLastError() << endl;closesocket(clientSocket);WSACleanup();return -3;}//连接服务器成功else {cout << "连接服务器成功。。。。。。\n" << endl;while (true) {memset(outMSG, 0, SERVER_MSG_SIZE);cout << "请输入请求。。。。。。：" << endl;cin >> outMSG;send(clientSocket, outMSG, SERVER_MSG_SIZE, 0);if (strcmp(outMSG, "退出连接") == 0) {break;}int size = recv(clientSocket, inMSG, SERVER_MSG_SIZE, 0);cout << "服务器端回答：" << inMSG << endl;memset(inMSG, 0, SERVER_MSG_SIZE);}}closesocket(clientSocket);WSACleanup();system("pause");return 0;}

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3.服务器端

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