第14章路由器基本功能实现程序-1祥解.ppt

网络编程技术 概述 路由器是实现IP协议最为关键的设备之一。通过简单路由器程序的设计与实现，掌握路由器基本工作原理，理解路由选择与数据包转发的方法 提纲 编程训练目的 编程训练要求 相关知识介绍 程序设计分析 扩展与提高 编程训练目的 在理解IP协议、ICMP协议与路由选择基本工作原理的基础上，完成路由器基本功能的设计与编程实现 掌握Windwos平台下路由程序测试环境的搭建方法 熟悉Winpcap编程，掌握数据包捕获与发送的方法。熟悉动态路由协议原理以及动态路由表的实现方法 提纲 编程训练目的 编程训练要求 相关知识介绍 程序设计分析 扩展与提高 编程训练要求 利用Winpcap编写一个简单的路由处理程序，该路由程序应该至少应该包括以下功能： 静态路由表维护 IP数据包处理 ARP请求与解析 处理IP数据包的TTL值 重新计算IP数据包的头部校验和 生成和处理ICMP报文 记录日志功能 程序运行的参考界面 提纲 编程训练目的 编程训练要求 相关知识介绍 程序设计分析 扩展与提高 路由器结构 路由器基本功能 为经过的IP数据包选择路由 处理IP数据包选项 处理IP数据包TTL值 分片处理 重新计算IP数据包的头部校验和 生成和处理ICMP报文 实现动态路由协议、维护静态路由 实现ARP协议、形成数据帧 路由选择的基本原理 IP互联网采用表驱动的路由选择算法 需要路由选择的设备保存一张IP路由表 路由表存储有关目的地址及怎样到达目的地的信息 通过查询路由表决定把数据报发往何处 IP路由选择利用IP地址隐藏主机信息 连接到同一网络的所有主机共享同一网络号 标准的路由选择算法 子网选路 路由表 路由表中的每一条路由表项含有五个属性 ： 目的网络地址、网络掩码、下一跳、接口和跃点数 相关的ICMP差错报文 目的不可达报文 当路由器不能为数据包找到路由器或主机交付数据包时，就丢弃该数据包，然后向源主机发出ICMP目的不可达报文 超时报文 路由器在转发数据包时，如果生存周期TTL值减1后为0，就丢弃这个数据包。当丢弃这样的数据包时，路由器向源主机发送一个超时报文 当计时器的时限到，而目的主机还没有接收到一个数据包的所有分片时，它会将接收的分片丢弃，并向源主机发送超时报文 提纲 编程训练目的 编程训练要求 相关知识介绍 程序设计分析 扩展与提高 测试环境的搭建 测试环境示意图 测试环境的搭建 测试环境示意图 路由程序的设计 路由器初始化模块 初始化模块负责初始化设备，添加与路由器直接相连网络的路由表项，并启动相应的数据包捕获与处理模块 静态路由表维护模块 静态路由表维护模块完成路由表的添加、删除以及显示 数据包捕获与处理模块 数据包捕获与处理模块用于捕获流经本路由器的数据包并按照路由协议进行处理 定义数据包头数据结构 定义数据包头数据结构 路由程序的设计 路由器初始化模块 初始化模块负责初始化设备，添加与路由器直接相连网络的路由表项，并启动相应的数据包捕获与处理模块 静态路由表维护模块 静态路由表维护模块完成路由表的添加、删除以及显示 数据包捕获与处理模块 数据包捕获与处理模块用于捕获流经本路由器的数据包并按照路由协议进行处理 1、定义存储信息接口数据结构 1、定义路由表数据结构 2、定义全局变量 路由器初始化模块 3、初始化-获得本机的设备列表 3、初始化-获得接口信息和IP地址信息 3、初始化-打开设备接口 3、初始化-获得各接口MAC地址 3、初始化-初始化路由表 3、初始化-设置过滤规则开始捕获 ARP帧结构 3、初始化-设置过滤规则开始捕获 3、初始化-设置过滤规则开始捕获 路由程序的设计 路由器初始化模块 初始化模块负责初始化设备，添加与路由器直接相连网络的路由表项，并启动相应的数据包捕获与处理模块 静态路由表维护模块 静态路由表维护模块完成路由表的添加、删除以及显示 数据包捕获与处理模块 数据包捕获与处理模块用于捕获流经本路由器的数据包并按照路由协议进行处理 1、添加路由表项 2、删除路由表项 2、删除路由表项 路由程序的设计 路由器初始化模块 初始化模块负责初始化设备，添加与路由器直接相连网络的路由表项，并启动相应的数据包捕获与处理模块 静态路由表维护模块 静态路由表维护模块完成路由表的添加、删除以及显示 数据包捕获与处理模块 数据包捕获与处理模块用于捕获流经本路由器的数据包并按照路由协议进行处理 1、数据包捕获 1、数据包捕获 1、数据包缓存列表和 IP-MAC缓存列表 数据包捕获与处理模块(IP数据包的处理 ) 2、IP数据包处理 2、IP数据包处理 2、IP数据包处理 数据包捕获与处理模块(ARP数据包的处理 )