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 <pcap.h> #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．