Winpcap网络编程十之Winpcap实战,两台主机通过中间主机通信

时间：2021-08-29 23:12:51

注：源码等等的我不会全然公开的，此篇文章写出来为大家的网络编程或者课程设计提供一定的思路..

好，本次我们须要完毕的任务是：

完毕两台主机通过中间主机的数据通信（网络层）

  • 添加基于IP地址的转发功能
  • 添加网络层封装

事实上最基本的就是基于IP地址的转发功能，网络层的封装事实上我们在0基础功能中就已经做好了。

首先，实验的思路是A通过中间主机B向C发送数据。那么B则作为一个路由器，B要监听两个网卡，一个网卡发来的数据通过还有一个网卡发出去。

示意图例如以下：

A--------->B1===B2------------>C

从图上能够看出，B主机的两个网卡数据互通，A和B1则处于一个局域网内，B2和C处于还有一个局域网内。

就比方这样，如今室友A在用有线上网，我的电脑B也在用有线上网，我们的有线处在同一局域网，我的电脑B同一时候散着一个无线网，我的手机C又连接到了这个无线上。

那么要实现A到C的数据传送，即模拟室友A要发送数据到我的手机C，那么流程则是这种：

室友A在有线局域网发送数据到我的网卡B1，B1将数据通过网卡B2转发到无线局域网，通过无线局域网到达我的手机C。

A的发送要构建一个帧，目的MAC地址为B1,目的IP为C。B则要开启两个网卡，B1监听接收数据，B2网卡则要用ARP协议扫描所在无线局域网内的IP和MAC,B获取到了A发来的帧之后，解析它的IP地址和MAC地址，匹配刚才扫描得到的IP和MAC相应表，将源MAC换成B2网卡MAC，目的MAC换成C的MAC，IP不变，数据data不变。构建新帧之后发送出去。

好啦，思路大体就是这样。

须要三个程序，一个是发送，一个路由，一个接收。所以一共三个程序要同一时候执行起来执行。

以上是我的大体思路，如有错误，还请指正。现已用代码实现完成。

代码暂不公开，仅仅提供部分重点代码解析：

一、发送端

事实上发送端和0基础功能的发送差点儿相同

个人编写的交互流程例如以下：

IP地址:121.250.216.221   MAC地址:3c970e4b56d6con:127

-------------------------------------------

IP地址:121.250.216.227   MAC地址:089e01b948f4con:128

-------------------------------------------

IP地址:121.250.216.228   MAC地址:10bf48705aeecon:129

获取MAC地址完成,请输入你要发送对方的IP地址:

192.168.1.3

请输入你要发送的内容:

im cqc

要发送的内容:im cqc

详细代码不再解析，同上一篇0基础功能。

二、路由端

首先要开启两个网卡，声明两个网卡对象和处理器

pcap_if_t  *d,*d2;					//选中的网络适配器

pcap_t *adhandle,*adhandle2;           //捕捉实例,是pcap_open返回的对象,adhandle是用来发送数据，adhandle2是用来接收数据

一个用来接收一个用来发送，这里定义了adhandle是用来发送，adhandle2是用来接收数据。

那么打开适配器就在main方法中，提前打开两个网卡

int num;

	printf("请输入你要转发数据的网卡代号:\n");

	//让用户选择选择哪个适配器进行转发

	scanf_s("%d",&num);

	//跳转到选中的适配器

	for(d=alldevs, i=0; i< num-1 ; d=d->next, i++);

	//执行到此处说明用户的输入是合法的，找到发送数据网卡

	if((adhandle = pcap_open(d->name,		//设备名称

													65535,       //存放数据包的内容长度

													PCAP_OPENFLAG_PROMISCUOUS,  //混杂模式

													1000,           //超时时间

													NULL,          //远程验证

													errbuf         //错误缓冲

													)) == NULL){

    //打开适配器失败,打印错误并释放适配器列表

	fprintf(stderr,"\nUnable to open the adapter. %s is not supported by WinPcap\n", d->name);

    // 释放设备列表

    pcap_freealldevs(alldevs);

    return -1;

	}

	int num2;

	printf("请输入你要接收数据的网卡代号:");

	//让用户选择用哪个网卡来收数据

	scanf_s("%d",&num2);

	//用户输入的数字超出合理范围

	//跳转到选中的适配器

	for(d2=alldevs, i=0; i< num2-1 ; d2=d2->next, i++);

	//执行到此处说明用户的输入是合法的

	if((adhandle2 = pcap_open(d2->name,		//设备名称

													65535,       //存放数据包的内容长度

													PCAP_OPENFLAG_PROMISCUOUS,  //混杂模式

													1000,           //超时时间

													NULL,          //远程验证

													errbuf         //错误缓冲

													)) == NULL){

    //打开适配器失败,打印错误并释放适配器列表

	fprintf(stderr,"\nUnable to open the adapter. %s is not supported by WinPcap\n", d2->name);

接下来用用于发送的handle处理器来扫描它的局域网IP，获得局域网内的MAC地址，记录在一个表中,存放IP和MAC的相应关系。

这个表能够用结构体数组来保存，比方能够这样:

struct ip_mac_list{

	IpAddress ip;

	unsigned char mac[6];

};
ip_mac_list  list[256];                       //存储IP和MAC地址的相应表

那么以上便是准备工作，我们完毕了两个网卡的打开，发送网卡扫描获取局域网MAC，接下来便是最重要的监听加转发。

那么这个怎办？那就开一个新线程。

让我们声明一个新的路由线程。

DWORD WINAPI RouteThread(LPVOID lpParameter);

那么线程要接收进来什么參数呢？

首先必需要的是两个网卡处理器，在main方法中已经做好初始化的adhandle和adhandle2，另外还有alldevs，能够持有这个指针来释放设备列表，出现错误时释放资源并退出。

0基础功能中声明过了

struct sparam sp;

struct gparam gp;

这两个就是发送ARP线程和接收ARP线程中的两个參数，那么仿照这个功能，我们定义一个新的结构体

struct rparam{

	pcap_t *adhandle_rec;

	pcap_t *adhandle_send;

	pcap_if_t  * alldevs;       //全部网络适配器

};

在main方法中把它来初始化赋值

rp.adhandle_send = adhandle;

	rp.adhandle_rec = adhandle2;

	rp.alldevs = alldevs;

当做參数传入这个线程

routethread = CreateThread(NULL, 0, (LPTHREAD_START_ROUTINE) RouteThread, &rp,

			0, NULL);

当中第四个參数就是传递了这个结构体进去。注意这个语句最好不要直接放在main方法中直接调用，能够在所有获取完MAC地址之后再开启这个线程。

那么接下来就说一下这个线程都干了些什么，仅仅简略说一下核心部分。

首先开启了这个线程之后会一直都在运行，那么就能够增加

while((res = pcap_next_ex(adhandle2,&header,&pkt_data))>=0)

这种while推断语句来一直监听数据包的接收，然后解析数据。

ethernet =  (EthernetHeader *)(pkt_data);

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

				sou_mac[i] = ethernet->SourMAC[i];

			}

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

				des_mac[i] = ethernet->DestMAC[i];

			}

			// 获得IP数据包头部的位置

			ip = (IpHeader *) (pkt_data +14);    //14为以太网帧头部长度

			//获得TCP头部的位置

			ip_len = (ip->Version_HLen & 0xf) *4;

			tcp = (TcpHeader *)((u_char *)ip+ip_len);

			data = (char *)((u_char *)tcp+20);

			printf("data:%s\n",data);

			printf("ip:");

			printf("%d.%d.%d.%d -> %d.%d.%d.%d\n",

					ip->SourceAddr.byte1,

					ip->SourceAddr.byte2,

					ip->SourceAddr.byte3,

					ip->SourceAddr.byte4,

				    ip->DestinationAddr.byte1,

				    ip->DestinationAddr.byte2,

				    ip->DestinationAddr.byte3,

				    ip->DestinationAddr.byte4);

			 printf("sou_mac:%02x-%02x-%02x-%02x-%02x-%02x\n", sou_mac[0], sou_mac[1], sou_mac[2],

			    sou_mac[3], sou_mac[4], sou_mac[5]);

			printf("des_mac:%02x-%02x-%02x-%02x-%02x-%02x\n", des_mac[0], des_mac[1], des_mac[2],

			    des_mac[3], des_mac[4], des_mac[5]);

然后接下来每接收到一个数据，就进行构建新的帧转发出去，目的MAC先匹配list表，假设list没有找到，那么我让他指定了一个mac，比方广播MAC。源MAC地址则赋值网卡的MAC地址。

注意，传统以太网中数据长度为45-1500，那么我在构建前把解析出的data作了下推断长度再构建，由于我已经把sendbuffer声明为一个固定长度了，为了防止越界，我先进行一个长度推断。

//下面開始构建帧发送

		//首先推断data最大值小于1500

		if(strlen(data)<1500){

			//目的MAC

			BYTE send_destmac[6];

			bool findMac = false;

			for(int c = 0;c<con;c++){

				if(ip->DestinationAddr.byte1 ==  list[c].ip.byte1&&

					ip->DestinationAddr.byte2 == list[c].ip.byte2&&

					ip->DestinationAddr.byte3 == list[c].ip.byte3&&

					ip->DestinationAddr.byte4 == list[c].ip.byte4)

				{

					printf("Find its MAC!\n");

					findMac = true;

					send_destmac[0] = list[c].mac[0];

					send_destmac[1] = list[c].mac[1];

					send_destmac[2] = list[c].mac[2];

					send_destmac[3] = list[c].mac[3];

					send_destmac[4] = list[c].mac[4];

					send_destmac[5] = list[c].mac[5];

				}

			}

			if(!findMac){

				send_destmac[0] = 0xff;

				send_destmac[1] = 0xff;

				send_destmac[2] = 0xff;

				send_destmac[3] = 0xff;

				send_destmac[4] = 0xff;

				send_destmac[5] = 0xff;

			}

			printf("destmac:%02x-%02x-%02x-%02x-%02x-%02x\n",

				send_destmac[0],send_destmac[1],send_destmac[2],

				send_destmac[3],send_destmac[4],send_destmac[5]

				);

			memcpy(send_ethernet.DestMAC, send_destmac, 6);

			//源MAC地址

			BYTE send_hostmac[6];

			//源MAC地址

			send_hostmac[0] = local_mac[0];     //赋值本地MAC地址

			send_hostmac[1] = local_mac[1];

			send_hostmac[2] = local_mac[2];

			send_hostmac[3] = local_mac[3];

			send_hostmac[4] = local_mac[4];

			send_hostmac[5] = local_mac[5];

			//赋值源MAC地址

			memcpy(send_ethernet.SourMAC, send_hostmac, 6);

			send_ethernet.EthType = htons(0x0800);

			//赋值SendBuffer

			memcpy(&SendBuffer, &send_ethernet, sizeof(struct EthernetHeader));

以上仅仅是赋值了帧头，至于IP头，TCP头，数据的赋值就參照0基础功能的来赋值吧，不要忘了校验和的检验。好，大体上就是这样，接受来数据包并转发出去的原理就是这样。

三、接收

不用多改，就是0基础功能中的接收，在此写一写小小的优化措施，防止接收到过多的数据帧而造成不断乱蹦，导致你看不到接收的东西。

在打印的时候加一个过滤就好了。部分代码例如以下：

在main方法中提示用户输入要接收的IP地址

printf("请输入要接收的IP地址,输入0.0.0.0代表所有接收,请输入\n");

	bool receiveAll = false;

	u_int ip1,ip2,ip3,ip4;

	bool legal = false;

	while(!legal){

		scanf_s("%d.%d.%d.%d",&ip1,&ip2,&ip3,&ip4);

		if(ip1==0&&ip2==0&&ip3==0&&ip4==0){

			receiveAll = true;

			legal = true;

			break;

		}

		if(ip1<0||ip1>255||ip2<0||ip2>255||ip3<0||ip3>255||ip4<1||ip4>254){

			legal = false;

			printf("对不起,IP输入不合法,请又一次输入:\n");

		}else{

			legal = true;

		}

	}

打印时的推断

if(receiveAll||(ip->SourceAddr.byte1==ip1&&

					ip->SourceAddr.byte2==ip2&&

					ip->SourceAddr.byte3==ip3&&

					ip->SourceAddr.byte4==ip4)){

					printf("%d.%d.%d.%d.%d -> %d.%d.%d.%d.%d\n",

					ip->SourceAddr.byte1,

					ip->SourceAddr.byte2,

					ip->SourceAddr.byte3,

					ip->SourceAddr.byte4,

				    sport,

				    ip->DestinationAddr.byte1,

				    ip->DestinationAddr.byte2,

				    ip->DestinationAddr.byte3,

				    ip->DestinationAddr.byte4,

				    dport);

			    printf("sou_mac:%02x-%02x-%02x-%02x-%02x-%02x\n", sou_mac[0], sou_mac[1], sou_mac[2],

			    sou_mac[3], sou_mac[4], sou_mac[5]);

				printf("des_mac:%02x-%02x-%02x-%02x-%02x-%02x\n", des_mac[0], des_mac[1], des_mac[2],

			    des_mac[3], des_mac[4], des_mac[5]);

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

				printf("-----------------------------------------------------\n");

			}

好，代码就先放送这么多，详细的实现仅仅要有了思路我相信肯定不难，如有问题，欢迎与我交流。

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