实验二获取以太网中IP地址与MAC地址的对应关系doc.doc

实验二：获取以太网中IP地址与MAC地址的对应关系 2.1 实验目的 熟悉ARP的帧结构以及工作原理，深入了解IP地址和MAC地址的有关概念,掌握WinPcap开发包的实验方法以及自定义构造数据包。 2.2 实验要求 要求自行构造arp请求数据帧，用WinPcap的相关函数实现数据帧的发送，并解析响应的数据帧，获得IP地址与MAC地址的对应关系。本实验要求通过操作系统提供的命令和WinPcap编程两种方式获取以太网中主机的MAC地址。 2.3 实验原理 ARP是地址解析协议，它的基本功能就是通过目标设备的IP地址，查询目标设备的MAC地址，以保证通信的顺利进行。在以太网中，一个主机和另一个主机进行直接通信，必须要知道目标主机的MAC地址。但这个目标MAC地址是如何获得的呢？它就是通过地址解析协议获得的。所谓“地址解析”就是主机在发送帧前将目标IP地址转换成目标MAC地址的过程。ARP协议的基本功能就是通过目标设备的IP地址，查询目标设备的MAC地址，以保证通信的顺利进行。在TCP/IP协议中，每一个网络结点是用IP地址标识的，IP地址是一个逻辑地址。而在以太网中数据包是靠48位MAC地址（物理地址）寻址的。因此，必须建立IP地址与MAC地址之间的对应（映射）关系，ARP协议就是为完成这个工作而设计的。TCP/IP协议栈维护着一个ARP cache表，在构造网络数据包时，首先从ARP表中找目标IP对应的MAC地址，如果找不到，就发一个ARP request广播包，请求具有该IP地址的主机报告它的MAC地址，当收到目标IP所有者的ARP reply后，更新ARP cache。ARP cache有老化机制。ac地址，把目的地址设置为自己的IP地址，获取局域网内其他主机的IP地址与MAC地址的映射关系就需要发送广播ARP请求帧，然后通过解析捕获到的ARP响应数据包，得到IP地址与MAC地址的映射关系。 2.4 实验内容 2.4.1 利用系统提供的命令获取IP地址与MAC地址的对应关系 （1）多数操作系统都内置一个arp命令，可以使用arp -a显示高速cache中的ARP表，如果期望的IP地址与MAC地址没有出现在表中，则可以ping 该IP地址，成功后，在执行arp-a，就可以看到ARP表项的变化情况。 图3：arp-a的结果 （2）添加ARP静态表项，命令：arp –s inet_addr eth_addr,其中inet_addr表示IP地址，eth_addr表示其对应的MAC地址。 2.4.2 利用WinPcap编程获取IP地址与MAC地址的对应关系 实验步骤：（1）安装WinPcap驱动和DLL程序，在VC++中配置WinPcap，选项卡Tools-options-Directories，添加WinPcap的Include和Lib文件。： 图4：添加WinPcap库文件 （2）新建MFCAppwizard(exe)工程，在打开的工程下，选择Project-Settings的C/C++选项卡，选择Link选项卡，在Object/library modules中添加wpcap.lib ws2_32.lib和packet.lib三个库文件（三者之间用空格隔开），使工程在编译连接的时候将WinPcap的响应的库模块加载进去。 （3）设计界面，并添加控件变量，本实验中设计的界面如下： 图5：界面设计 （4）在CapturePacket1Dialog.h添加头文件，在响应的库文件添加到工程里。 #include pcap.h #pragma comment(lib,wpcap.lib) #pragma comment(lib,ws2_32.lib) （5）在OnInitDialog（）中添加初始化界面的代码。可以根据自己的需要进行设计，此处就不列举代码。 （６）响应结构体的定义，本实验要自行构造请求包，对以太网帧和ＡＲＰ的格式和有一定的了解，定义结构体如下：（仅供参考） struct?ethernet_head{//?物理帧帧头结构????unsigned?char?dest_mac[6];???????????????????????? //目标主机MAC地址(6字节)????unsigned?char?source_mac[6];????????????????????????//源端MAC地址(6字节)????unsigned?short?eh_type;??????????????????????????????//以太网类型(2字节)};struct?arp_head{//ARP数据帧????unsigned?short?hardware_type;??????????????????