哈工大计算机网络实验四&五：IPV4分组收发实验

实验四：IPv4分组收发实验

完整代码在最后

实验要求：

IPv4 分组的基本接收处理，能够检测出接收到的IP 在如下错误：校验和错、TTL错、版本号错、头部长度错、错误 目标地址，当存在多种错误时，其他错误类型优先于错误目标地址。

注：不要求实现IPv4协议中的选项和分片处理功能，目标地址 错误为IP分组的目的地址非本机IP地址。本机IP地址：192.168. 214.138

基本上就是处理pcap包，解析其中的ipv4头部信息，对头部信息进行检测是否有错。整体来说比较简单，处理解析pcap包部分需要一些处理，最后需要一个txt文本文件，提交到系统上进行验证。

实验过程：

解析pcap包：

pcap包结构：

PcapHeader:24个字节

PacketHeader:16个字节，里面有数据部分长度，可以用来检测数据包是否完整，获得数据帧的位置

PacketData:数据包部分

我们要解析的IPV4头部信息就在PacketData中

此处我们先跳过PcapHeader部分（24个字节），然后读取PacketHeader中存储数据包长度的部分，检测是否完整，同时可以获得数据帧的位置：

pcap_file = f"./propacket/pro{i}.pcap"
        # print("Processing:", pcap_file)

        with open(pcap_file, 'rb') as f:
            # 跳过pcapHeader部分
            f.seek(24)
            packet_header = f.read(16)  # 读取packetHeader部分
            incl_len = struct.unpack('<I', packet_header[8:12])[0]  # 解析获取数据包长度
            data = f.read(incl_len)   # 读取数据包内容——packetData部分

        if len(data) < 14: #以太网帧头部一般有14个字节长
            print("数据包太短")
            continue

之后得到数据包data后，首先可以对以太网头部进行解析，其中可以获取上层（网络层）使用的协议，也可以在IPV4头部中获得协议版本。

eth_header = data[:14]   # 获得以太网帧头部分
        eth_type = struct.unpack("!H", eth_header[12:14])[0]   # 头部14个字节中最后两个存储上层协议类型

提取和判断：

首先附上头部信息：

如果是ipv4协议开始对ipv4头部进行解析，版本号，首都长度，ttl等信息。

if eth_type == 0x0800:   # 如果是IPv4数据包
            ip_header_offset = 14  # IP头部在以太网数据包中的偏移量
            ip_header_len = (data[ip_header_offset] & 0x0F) * 4#首部长度
            if ip_header_len ==20:
                print("首部长度正确")
                # file.write("首部长度正确\n")
            else:
                print("首部长度错误")
                file.write("头部长度错\n")
                istrue=False
                continue
            if len(data) < ip_header_offset + ip_header_len:
                print("ip头部有缺失")
                continue

            ip_header = data[ip_header_offset:ip_header_offset + ip_header_len]
            ip_version = (ip_header[0])>>4#版本号
            ip_ttl=ip_header[8]#寿命
            dst_ip=socket.inet_ntoa(ip_header[16:20])#目的ip

下面具体说一下校验和的计算，在接收端（发送端下面会说）的时候只需要将首部20个字节，每两个字节（两个两位十六进制数合为一个四位十六进制数）加起来进行计算，如果有溢出的情况（进位），则加1到原数中，进的位抹除，如此重复，知道加完这10个数，如果是0xffff，则校验和计算正确。

# 计算校验和