实验八协议分析器程序的设计和实现
实验八协议分析器程序的设计和实现
1．实验目的：
(1)掌握对网络上传输数据包的捕获方法。
(2)解析Ethernet网数据帧头部的全部信息。
(3)解析IP、ICMP数据包
(4) 解析传输层和应用层相关协议的头部信息
(5)设置过滤规则，能过滤相应协议的数据包。
(6)要求有良好的编程规范与注释信息，要求有详细的说明文档，包括程序的设计思想、活动图、关键问题以及解决方法。
2实验环境：
（1）VC6.0
（2）局域网能连接Internet。
3．程序设计的关键问题以及解决方法有哪些？
当应用程序通过IP网络传送数据时，数据被送入TCP/IP协议栈中，然后从上至下逐一通过每一层，直到最后被当作一串比特流送入网络。其中每一层对收到的数据都要增加一些首部信息，这个过程被称作封装。通过以太网传输的比特流称作帧。在传输的另一端，当目的主机收到一个以太网数据帧时，数据就开始从协议栈由底向上逐层解析，去掉各层协议所加上的报文头部。每层协议均要检查报文头部中的协议标识字段，以确定要接收数据的上层协议，最终从报文中解析出应用层数据后交给应用程序处理。
本次要编写的协议分析器，就是从网络中捕获数据包并对其进行解析的过程。因此，我们需要了解每层协议所规定的报文格式，然后由底向上逐层对数据包进行解码，最后将分析的结果显示出来。
4．描述程序设计过程，并画出程序活动图。
协议分析器总体结构：
协议分析器的整体结构按功能应分为三个部分，自底向上分别是数据捕获模块、协议解析模块和用户显示模块。
数据包捕获流程：
捕获数据包的算法一般分为以下几步：
(1)获取并列出当前网络设备列表。
(2)由用户选择并打开指定网卡。
(3)根据过滤规则设置过滤器。
捕获数据包并进行解析处理：
协议解析模块：
对捕获的数据包按照数据链路层（MAC）、网络层（IP、ARP/RARP）、传输层（TCP、UDP、ICMP）和应用层（HTTP等）的层次结构自底向上进行解析，最后将解析结果显示输出。
1)解析Ethernet帧
2)解析ARP数据包
3)解析IP数据包
4)解析ICMP,TCP和UDP数据包
5．给出关键代码，并附注释。
1)解析Ethernet帧
typedef struct
{
BYTE DesMacAddr[6]; //目的地址
BYTE SrcMacAddr[6]; //源地址
WORD LengthOrType; //数据长度或类型} MAC_HEADER;
//MAC帧类型定义
const u_short MAC_TYPE_IP = 0x0800; const u_short MAC_TYPE_ARP = 0x0806; const u_short MAC_TYPE_RARP = 0x8035;
MAC_HEADER* pMacHdr = (MAC_HEADER*) pPkt;
// Mac目的地址
strItem.Format("Destination address: %02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X",
pMacHdr->DesMacAddr[0],
pMacHdr->DesMacAddr[1],
pMacHdr->DesMacAddr[2],
pMacHdr->DesMacAddr[3],
pMacHdr->DesMacAddr[4],
pMacHdr->DesMacAddr[5]);
// Mac源地址
strItem.Format("Source address: %02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X",
pMacHdr->SrcMacAddr[0],
pMacHdr->SrcMacAddr[1],
pMacHdr->SrcMacAddr[2],
pMacHdr->SrcMacAddr[3],
pMacHdr->SrcMacAddr[4],
pMacHdr->SrcMacAddr[5]);
//类型/长度字段
if (ntohs(pMacHdr->LengthOrType) > 1500)//类型字段(Ethernet V2.0)
{
//根据类型字段调用相应的上层协议处理函数
if (ntohs(pMacHdr->LengthOrType) == MAC_TYPE_IP) //IP协议
{
strItem = "IP";
ParseIPPacket((BYTE*)pMacHdr+sizeof(MAC_HEADER),
iLen-sizeof(MAC_HEADER));
}
else if (ntohs(pMacHdr->LengthOrType) == MAC_TYPE_ARP) //ARP协议{
strItem = "ARP";
ParseARPPacket((BYTE*)pMacHdr+sizeof(MAC_HEADER),
iLen-sizeof(MAC_HEADER));
}
else if (ntohs(pMacHdr->LengthOrType) == MAC_TYPE_RARP) //RARP协议{
strItem = "RARP";
ParseRARPPacket((BYTE*)pMacHdr+sizeof(MAC_HEADER),
iLen-sizeof(MAC_HEADER));
}
else //其他strItem = "UNKNOWN";
}
else //长度字段(IEEE802格式)
{
strItem.Format("Length: %d bytes", ntohs(pMacHdr->LengthOrType));
……/*解析IEEE802数据帧，省略*/
}
2)解析ARP数据包
//ARP头部结构
typedef struct
{
u_short hardware_type; //16位硬件类型
u_short proto_type; //16位协议类型
u_char hardware_addr_len; //8位硬件地址长度
u_char proto_addr_len; //8位协议地址长度
u_short operation_code; //16位操作码
u_char src_mac_addr[6]; //源Ethernet网地址
u_char scr_ip_addr[4]; //源IP地址
u_char dest_mac_addr[6]; //目的Ethernet网地址
u_char dest_ip_addr[4]; //目的IP地址
} ARP_HEADER;
//ARP报文操作码类型，1为请求，2位应答
const u_short ARP_OP_REQUEST = 1; //ARP请求
const u_short ARP_OP_REPL Y = 2; //ARP应答
ARP_HEADER* pARPHdr = (ARP_HEADER*)pPkt;
ntohs(pARPHdr->hardware_type); //硬件类型
ntohs(pARPHdr->proto_type); //上层协议类型
pARPHdr->hardware_addr_len; //硬件地址长度
pARPHdr->proto_addr_len; //协议地址长度
//操作类型
if (ntohs(pARPHdr->operation_code) == ARP_OP_REQUEST)
strItem = " (Request)";
else if (ntohs(pARPHdr->operation_code) == ARP_OP_REPL Y)
strItem = " (Reply)";
//源Mac地址
strItem.Format("Sender's hardware address: %02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X",
pARPHdr->src_mac_addr[0],
pARPHdr->src_mac_addr[1],
pARPHdr->src_mac_addr[2],
pARPHdr->src_mac_addr[3],
pARPHdr->src_mac_addr[4],
pARPHdr->src_mac_addr[5]);
//源IP地址
in_addr ipAddr;
memcpy(&ipAddr, pARPHdr->scr_ip_addr, sizeof(in_addr));
inet_ntoa(ipAddr); //转化为点分十进制字符串
//目的Mac地址
strItem.Format("Target's hardware address: %02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X",
pARPHdr->dest_mac_addr[0],
pARPHdr->dest_mac_addr[1],
pARPHdr->dest_mac_addr[2],
pARPHdr->dest_mac_addr[3],
pARPHdr->dest_mac_addr[4],
pARPHdr->dest_mac_addr[5]);
//目的IP地址
memcpy(&ipAddr, pARPHdr->dest_ip_addr, sizeof(in_addr));
inet_ntoa(ipAddr); //转化为点分十进制字符串
//填充字段长度
strItem.Format("Frame padding: %d bytes", iLen-sizeof(ARP_HEADER));
3)解析IP数据包
//IP头部结构
typedef struct
{
unsigned char hdr_len :4; //4位头部长度
unsigned char version :4; //4位版本号
unsigned char tos; //8位服务类型
unsigned short total_len; //16位总长度
unsigned short identifier; //16位标识符
unsigned short frag_and_flags; //3位标志+13位片偏移
unsigned char ttl; //8位生存时间
unsigned char protocol; //8位上层协议号
unsigned short checksum; //16位校验和
unsigned long source_ip; //32位源IP地址
unsigned long dest_ip; //32位目的IP地址
} IP_HEADER;
IP_HEADER* pIPHdr = (IP_HEADER*)pPkt;
……/*解析IP头部各字段并显示输出*/
//根据不同上层协议调用相应解析函数
switch (pIPHdr->protocol)
{
case IPPROTO_TCP:
strItem = "TCP";
ParseTCPPacket((BYTE*)pIPHdr+iIPHdrLen, iLen-iIPHdrLen);
break;
case IPPROTO_UDP:
strItem = "UDP";
ParseUDPPacket((BYTE*)pIPHdr+iIPHdrLen, iLen-iIPHdrLen);
break;
case IPPROTO_ICMP:
strItem = "ICMP";
ParseICMPPacket((BYTE*)pIPHdr+iIPHdrLen, iLen-iIPHdrLen);
break;
default:
strItem = "OTHERS";
}
4)解析ICMP,TCP和UDP数据包
//ICMP基本头部
typedef struct
{
BYTE type; //8位类型
BYTE code; //8位代码
USHORT c ksum; //16位校验和
} ICMP_BASE_HEADER;
//----------------------------------------------------
//ICMP回显头部（回显请求、回显应答）
typedef struct
{
ICMP_BASE_HEADER base_hdr; //基本头部
USHORT i d; //16位标识符
USHORT s eq; //16位序列号
} ICMP_ECHO_HEADER;
//----------------------------------------------------
//ICMP差错报文头部（超时及目的不可达）
typedef struct
{
ICMP_BASE_HEADER base_hdr; //基本头部
ULONG unused; //32位未用，必须为0
} ICMP_ERROR_HEADER;
pICMPHdr->type; //类型
pICMPHdr->code; //代码
ntohs(pICMPHdr->cksum); //校验和
//根据不同类型解析后续字段
switch (pICMPHdr->type)
{
case ICMP_ECHO_REQUEST: //回显请求报文
case ICMP_ECHO_REPL Y: //回显应答报文
{
ICMP_ECHO_HEADER* pICMPEchoHdr = (ICMP_ECHO_HEADER*)pPkt;
ntohs(pICMPEchoHdr->id); //标识符
ntohs(pICMPEchoHdr->seq); //序列号
if (iLen > sizeof(ICMP_ECHO_HEADER)) //选项数据
{
for (int i=0; i ……/*打印选项数据*/ } break; } case ICMP_TIMEOUT: //超时差错报文 case ICMP_HOST_UNREACHABLE: //目的不可达差错报文 { ICMP_ERROR_HEADER* pICMPErrHdr = (ICMP_ERROR_HEADER*)pPkt; ntohl(pICMPErrHdr->unused); //保留字段 //解析产生差错的数据报IP首部（含选项字段）及其载荷的前8个字节 ParseIPPacket((BYTE*)pICMPErrHdr+sizeof(ICMP_ERROR_HEADER), iLen-sizeof(ICMP_ERROR_HEADER)); break; } 5)解析HTTP数据包 /*HTTP消息的拷贝存放在pHttpPkt指向的缓冲区中 首先在HTTP消息中查找代表消息头结束的空行*/ char* pStopPos = strstr(pHttpPkt, "\r\n\r\n"); //结束指针指向最后的空行 if (pStopPos != NULL) //存在空行 { char* pBegPos = pHttpPkt; //每行的首指针 char* pCurPos = pHttpPkt; //每行的尾指针 int iLine = 1; while (pCurPos < pStopPos) { //查找消息头中每行的结束符 pCurPos = strstr(pBegPos, "\r\n"); if (pCurPos != NULL) *pCurPos = '\0'; //将该行变为以NULL结尾的字符串 /*如果第一行含有版本字段前缀“HTTP/”则认为是一个正确的HTTP头*/ if (iLine++ == 1) { if (strstr(pBegPos, "HTTP/") == NULL) break; } strItem.Format(“%s”, pBegPos); //输出该行信息 pCurPos += 2; //跳过回车换行符指向下一行开始 pBegPos = pCurPos; } } 实验1-3 《编译原理》S语言词法分析程序设计方案 一、实验目的 了解词法分析程序的两种设计方法之一：根据状态转换图直接编程的方式； 二、实验内容 1．根据状态转换图直接编程 编写一个词法分析程序，它从左到右逐个字符的对源程序进行扫描，产生一个个的单词的二元式，形成二元式（记号）流文件输出。在此，词法分析程序作为单独的一遍，如下图所示。 具体任务有： （1）组织源程序的输入 （2）拼出单词并查找其类别编号，形成二元式输出，得到单词流文件 （3）删除注释、空格和无用符号 （4）发现并定位词法错误，需要输出错误的位置在源程序中的第几行。将错误信息输出到屏幕上。 （5）对于普通标识符和常量，分别建立标识符表和常量表（使用线性表存储），当遇到一个标识符或常量时，查找标识符表或常量表，若存在，则返回位置，否则返回0并且填写符号表或常量表。 标识符表结构：变量名，类型（整型、实型、字符型），分配的数据区地址 注：词法分析阶段只填写变量名，其它部分在语法分析、语义分析、代码生成等阶段逐步填入。 常量表结构：常量名，常量值 三、实验要求 1．能对任何S语言源程序进行分析 在运行词法分析程序时，应该用问答形式输入要被分析的S源语言程序的文件名，然后对该程序完成词法分析任务。 2．能检查并处理某些词法分析错误 词法分析程序能给出的错误信息包括：总的出错个数，每个错误所在的行号，错误的编号及错误信息。 本实验要求处理以下两种错误（编号分别为1，2）： 1：非法字符：单词表中不存在的字符处理为非法字符，处理方式是删除该字符，给出错误信息，“某某字符非法”。 2：源程序文件结束而注释未结束。注释格式为：/* …… */ 四、保留字和特殊符号表 实验八协议分析器程序的设计和实现 1．实验目的： (1)掌握对网络上传输数据包的捕获方法。 (2)解析Ethernet网数据帧头部的全部信息。 (3)解析IP、ICMP数据包 (4) 解析传输层和应用层相关协议的头部信息 (5)设置过滤规则，能过滤相应协议的数据包。 (6)要求有良好的编程规范与注释信息，要求有详细的说明文档，包括程序的设计思想、活动图、关键问题以及解决方法。 2实验环境： （1）VC6.0 （2）局域网能连接Internet。 3．程序设计的关键问题以及解决方法有哪些？ 当应用程序通过IP网络传送数据时，数据被送入TCP/IP协议栈中，然后从上至下逐一通过每一层，直到最后被当作一串比特流送入网络。其中每一层对收到的数据都要增加一些首部信息，这个过程被称作封装。通过以太网传输的比特流称作帧。在传输的另一端，当目的主机收到一个以太网数据帧时，数据就开始从协议栈由底向上逐层解析，去掉各层协议所加上的报文头部。每层协议均要检查报文头部中的协议标识字段，以确定要接收数据的上层协议，最终从报文中解析出应用层数据后交给应用程序处理。 本次要编写的协议分析器，就是从网络中捕获数据包并对其进行解析的过程。因此，我们需要了解每层协议所规定的报文格式，然后由底向上逐层对数据包进行解码，最后将分析的结果显示出来。 4．描述程序设计过程，并画出程序活动图。 协议分析器总体结构： 协议分析器的整体结构按功能应分为三个部分，自底向上分别是数据捕获模块、协议解析模块和用户显示模块。 数据包捕获流程： 捕获数据包的算法一般分为以下几步： (1)获取并列出当前网络设备列表。 (2)由用户选择并打开指定网卡。 (3)根据过滤规则设置过滤器。 捕获数据包并进行解析处理： 协议解析模块： 对捕获的数据包按照数据链路层（MAC）、网络层（IP、ARP/RARP）、传输层（TCP、UDP、ICMP）和应用层（HTTP等）的层次结构自底向上进行解析，最后将解析结果显示输出。 编译技术 班级网络0802 学号3080610052姓名叶晨舟 指导老师朱玉全2011年 7 月 4 日 一、目的 编译技术是理论与实践并重的课程，而其实验课要综合运用一、二年级所学的多门课程的内容，用来完成一个小型编译程序。从而巩固和加强对词法分析、语法分析、语义分析、代码生成和报错处理等理论的认识和理解；培养学生对完整系统的独立分析和设计的能力，进一步培养学生的独立编程能力。 二、任务及要求 基本要求： 1．词法分析器产生下述小语言的单词序列 这个小语言的所有的单词符号，以及它们的种别编码和内部值如下表： 单词符号种别编码助记符内码值 DIM IF DO STOP END 标识符 常数（整）= + * ** ， （ ）1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 $DIM $IF $DO $STOP $END $ID $INT $ASSIGN $PLUS $STAR $POWER $COMMA $LPAR $RPAR - - - - - - 内部字符串 标准二进形式 - - - - - - 对于这个小语言，有几点重要的限制： 首先，所有的关键字（如IF﹑WHILE等）都是“保留字”。所谓的保留字的意思是，用户不得使用它们作为自己定义的标示符。例如，下面的写法是绝对禁止的： IF（5）=x 其次，由于把关键字作为保留字，故可以把关键字作为一类特殊标示符来处理。也就是说，对于关键字不专设对应的转换图。但把它们（及其种别编码）预先安排在一张表格中（此表叫作保留字表）。当转换图识别出一个标识符时，就去查对这张表，确定它是否为一个关键字。 再次，如果关键字、标识符和常数之间没有确定的运算符或界符作间隔，则必须至少用一个空白符作间隔（此时，空白符不再是完全没有意义的了）。例如，一个条件语句应写为 词法分析器实验报告 词法分析器设计 一、实验目的： 对C语言的一个子集设计并实现一个简单的词法分析器，掌握利用状 态转换图设计词法分析器的基本方法。利用该词法分析器完成对源程 序字符串的词法分析。输出形式是源程序的单词符号二元式的代码， 并保存到文件中。 二、实验内容： 1. 设计原理 词法分析的任务：从左至右逐个字符地对源程序进行扫描，产生一个个单词符号。 理论基础：有限自动机、正规文法、正规式 词法分析器(Lexical Analyzer) 又称扫描器(Scanner)：执行词法分析的程序 2. 词法分析器的功能和输出形式 功能:输入源程序、输出单词符号 程序语言的单词符号一般分为以下五种：关键字、标识符、常数、运算符,界符 3. 输出的单词符号的表示形式: 单词种别用整数编码，关键字一字一种，标识符统归为一种，常数一种，各种符号各一种。 4. 词法分析器的结构 单词符号 5. 状态转换图实现 三、程序设计 1．总体模块设计 /*用来存储目标文件名*/ string file_name; /*提取文本文件中的信息。*/ string GetText(); /*获得一个单词符号,从位置i开始查找。并且有一个引用参数j，用来返回这个单词最后一个字符在str的位置。*/ string GetWord(string str,int i,int& j); /*这个函数用来除去字符串中连续的空格和换行 int DeleteNull(string str,int i); /*判断i当前所指的字符是否为一个分界符，是的话返回真，反之假*/ bool IsBoundary(string str,int i); /*判断i当前所指的字符是否为一个运算符，是的话返回真，反之假*/ bool IsOperation(string str,int i); [保留] 使用DLPI来编写协议分析工具 https://www.wendangku.net/doc/1a11562852.html, 作者:stevens_wu发表于：2007-12-13 17:10:35 【发表评论】【查看原文】【C/C++讨论区】【关闭】 系统环境：solaris 10 for x86,gcc 3.4.3，100M快速以太网 （偶是个初学者，本文难免存在错误，希望大家多多指教） 前一阵子要写一个简单的arp协议的分析程序，在翻阅了一些资料以后，决定使用libpcap库来实现，但是后来涉及到写链路层数据的缘故（另外一个程序，这个程序就是发送一个假冒的arp request,在本文没有实现，今后有空再整理吧），所以放弃了libpcap。由于本人使用的是solaris环境，所以无法使用bpf，但是sun 公司仍然为开发者提供了一个与设备底层无关的接口DLPI，DLPI的全称是 Data Link Provider Interface，通过DLPI开发者可以访问数据链路层的数据包，在早期的sunos系统中基本上采用的是NIT设备，但是现在solaris系统都使用了DLPI.关于DLPI的具体介绍大家可以访问网站 https://www.wendangku.net/doc/1a11562852.html,/pubs/catalog/c811.htm，我这里就不多说了。 在搜索了许多资料之后发现目前关于DLPI的编程资料不多，没有具体的过程，后来翻阅了Neal Nuckolls写的一篇文章 How to Use the STREAMS Data Link Provider Interface (DLPI)，根据例子做了修改（主要是提供了协议分析的部分），现在把编写一个DLPI过程共享一下，希望能对大家有所帮助。建议大家可以先看看Neal Nuckolls的文章，其中有部分涉及到流编程的，可以参考https://www.wendangku.net/doc/1a11562852.html,/app/docs/doc/816-4855的 streams programming guide（不过这不是必须的）。 使用DLPI来访问数据链路层有几个步骤： 1、打开网络设备 2、将一个流 attach到一个特定的设备上，这里就是我们刚才打开的设备 3、将设备设置为混杂模式（可选） 4、把数据链路层sap绑定到流 5、调用ioctl,设置raw模式 6、配置其他模块（可选） 7、刷新缓存 8、接收数据进入分析阶段 第一步，我们首先打开一个网络设备，在本例中我们打开的是/dev/bge设备，这是本机的网络接口，注意不是/dev/bge0，通过open调用打开，并且返回一个描述符fd=open(device, 2) 第二步，attach一个流到设备上，这是通过发送DL_ATTACH_REQ原语来完成的dlattachreq(fd, ppa) int fd; u_long ppa; { dl_attach_req_t attach_req; struct strbuf ctl; int flags; 网络程序设计 实验报告 实验名称： Winsock编程接口实验 实验类型：____验证型实验_____ __ 指导教师：______________________ 专业班级：_____________________ 姓名：_______________________ 学号：_____________________ 电子邮件：____________ 实验地点：______ _______ 实验日期2013 年 3 月29 日 实验成绩：__________________________ 一、实验目的 ●掌握Winsock的启动和初始化； ●掌握gethostname(),gethostbyname(),GetAdaptersInfo()等信息查询函数的使用。 二、实验设计 由实验内容可以知道： 1、编写程序能同时实现对多个域名的解析。比如在控制台输入：getip https://www.wendangku.net/doc/1a11562852.html, https://www.wendangku.net/doc/1a11562852.html,，能输出https://www.wendangku.net/doc/1a11562852.html,和https://www.wendangku.net/doc/1a11562852.html,对应的IP地址列表。 2、编写程序获取并输出本地主机的所有适配器的IP地址，子网掩码，默认网关，MAC 地址。 首先要了解一些基本的知识gethostname(),gethostbyname(),GetAdaptersInfo()等信息查询函数的基本知识gethostbyname()返回对应于给定主机名的包含主机名字和地址信息的hostent结构指针。结构的声明与gethostaddr()中一致。 之后要根据内容画出函数流程图 三、实验过程（包含实验结果） 1.在实验过程中调用GetAdaptersInfo（）时，出现了undeclared identifier的报错，原因是没有包含其头文件,之后进行一些修改解决了问题. 2.实验结果 3.选择查看本机信息 四、讨论与分析 1．Winsock初始化的作用是什么？ 答：使用winsock初始化可加载winsock编程的动态链接库。 题目：词法分析器的设计与实现 一、引言................................ 错误!未定义书签。 二、词法分析器的设计 (3) 2.1词的内部定义 (3) 2.2词法分析器的任务及功能 (3) 3 2.2.2 功能： (4) 2.3单词符号对应的种别码： (4) 三、词法分析器的实现 (5) 3.1主程序示意图： (5) 3.2函数定义说明 (6) 3.3程序设计实现及功能说明 (6) 错误!未定义书签。 7 7 四、词法分析程序的C语言源代码： (7) 五、结果分析： (12) 摘要：词法分析是中文信息处理中的一项基础性工作。词法分析结果的好坏将直接影响中文信息处理上层应用的效果。通过权威的评测和实际应用表明,IRLAS是一个高精度、高质量的、高可靠性的词法分析系统。众所周知,切分歧义和未登录词识别是中文分词中的两大难点。理解词法分析在编译程序中的作用，加深对有穷自动机模型的理解，掌握词法分析程序的实 现方法和技术，用c语言对一个简单语言的子集编制一个一遍扫描的编译程序，以加深对编译原理的理解,掌握编译程序的实现方法和技术。Abstract:lexical analysis is a basic task in Chinese information processing. The results of lexical analysis will directly affect the effectiveness of the application of Chinese information processing. The evaluation and practical application show that IRLAS is a high precision, high quality and high reliability lexical analysis system. It is well known that segmentation ambiguity and unknown word recognition are the two major difficulties in Chinese word segmentation. The understanding of lexical analyse the program at compile, deepen of finite automata model for understanding, master lexical analysis program implementation method and technology, using C language subset of a simple language compilation of a scanned again compiler, to deepen to compile the principle solution, master compiler implementation method and technology. 关键词：词法分析器?扫描器?单词符号?预处理 Keywords: lexical analyzer word symbol pretreatment scanner 一、引言 运用C语言设计词法分析器，由指定文件读入预分析的源程序，经过词法分析器的分析，将结果写入指定文件。本程序是在Visual?Studio环境下，使用C语言作为开发工具。基于实验任务 计算机网络使用网络协议分析器捕捉和分析协议数据包样 本 计算机网络使用网络协议分析器捕捉和分析协议数据包广州大学学生实验报告开课学院及实验室:计算机科学与工程实验室11月月28日学院计算机科学与教育软件学院年级//专业//班姓名学号实验课程名称计算机网络实验成绩实验项目名称使用网络协议分析器捕捉和分析协议数据包指导老师熊伟 一、实验目的 (1)熟悉ethereal的使用 (2)验证各种协议数据包格式 (3)学会捕捉并分析各种数据包。 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。 文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 二、实验环境1．MacBook Pro2．Mac OS3..Wireshark 三、实验内容，验证数据帧、IP数据报、TCP数据段的报文格式。 ，，分析结果各参数的意义。 器，分析跟踪的路由器IP是哪个接口的。 对协议包进行分析说明，依据不同阶段的协议出分析，画出FTP 工作过程的示意图a..地址解析ARP协议执行过程b.FTP控制连接建立过程c.FTP用户登录身份验证过程本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。 文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 d.FTP数据连接建立过程 e.FTP数据传输过程 f.FTP连接释放过程（包括数据连接和控制连接），回答以下问题:a..当访问某个主页时，从应用层到网络层，用到了哪些协议?b.对于用户请求的百度主页（），客户端将接收到几个应答报文??具体是哪几个??假设从是本地主机到该页面的往返时间是RTT，那么从请求该主页开始到浏览器上出现完整页面，一共经过多长时间??c.两个存放在同一个服务器中的截然不同的b Web页（例如，，和d.假定一个超链接从一个万维网文档链接到另一个万维网文档，由于万维网文档上出现了差错而使超链接指向一个无效的计算机名，这时浏览器将向用户报告什么?e.当点击一个万维网文档时，若该文档除了次有文本外，，那么需要建立几次TCP连接和个有几个UDP过程?本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。 文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 析，分析ARP攻击机制。 （选做），事实上，TCP开始发送数据时，使用了慢启动。 利察用网络监视器观察TCP的传输和确认。 在每一确认到达之后，慢启动过程中发生了什么?（选做），，TCP 必须准备重发初始段（用于打开一个连接的一个段）。 TCP应等多久才重发这一段?TCP应重发多少次才能宣布它不能打开一个连接?为找到结果尝试向一个不存在的地址打开一个连接，并使用网络监视器观察TCP的通信量。 实验一TCP Socket API程序设计 一、预备知识 1.网络编程基本概念 网络上的计算机间的通讯，实质上是网络中不同主机上的程序之间的通讯。在互联网中使用IP地址来标识不同的主机，在网络协议中使用端口号来标识主机上不同进程，即使用（IP地址，端口号）二元组。 套接字（Socket）用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄，通信时一个网络程序将要传输的一段信息写入它所在主机的Socket中，该Socket通过与网络接口卡相连的传输介质将这段信息发送到另一台主机的Socket中，以供其他程序使用。 图1-1 TCP通信流程 2.TCP通信流程 TCP程序是面向连接的，程序运行后，服务器一直处于监听状态，客户端与 服务器通信之前必须首先发起连接请求，由服务器接收请求并在双方之间建立连接后才可以互相通信。 二、实验目的 1.了解Winsock API编程原理； 2.掌握TCP Socket程序的编写； 3.了解C/S模式的特点； 4.学会解决实验中遇到的问题。 三、实验任务 使用Winsock API相关类实现TCP Socket通信程序，并能成功运行。 四、实验环境及工具 1. Windows2000/XP/7 2. Visual C++开发平台 3. Visual Studio2010 五、实验内容和步骤 参照《Visual C++网络编程教程》书中81页，TCP Socket API程序设计。 连接： void CChatClientDlg::OnConnect() { WSADATA wsd; //WSADATA结构 WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsd); //加载协议，使用Winsock 2.2版 m_client = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); //创建流式套接字 //服务器地址 sockaddr_in serveraddr; UpdateData(); if(ServerIP.IsBlank()) { AfxMessageBox("请指定服务器IP!"); return; } if(sPort.IsEmpty()) { AfxMessageBox("请指定端口!"); return; } 词法分析器实验报告 词法分析器实验报告实验目的: 设计、编制、调试一个词法分析子程序,识别单词，加深对词法分析原理的理 解。 实验要求: 该程序要实现的是一个读单词过程，从输入的源程序中，识别出各个具有独立 意义的单词，即基本保留字、标识符、常数、运算符、分界符五大类。并依次输出 各个单词的内部编码及单词符号自身值。 (一)实验内容 (1)功能描述:对给定的程序通过词法分析器弄够识别一个个单词符号，并以二 元式(单词种别码，单词符号的属性值)显示。而本程序则是通过对给定路径的文件 的分析后以单词符号和文字提示显示。 (2)程序结构描述: 函数调用格式: 函数调用格式函数名(实在参数表 ) Switch(m)、 isKey(String string)、isLetter(char c)、实参 isDigit(char c)、isOperator(char c) isKey(String string)、isLetter(char c)、调作为表达式 isDigit(char c)、isOperator(char c) 用 方 作为语句 getChar()、judgement()、 法 函数的递归调用 isOperator(char c) 、isLetter(char c)、isDigit(char c) 参数含义: 1 String string;存放读入的字符串 String str; 存放暂时读入的字符串 char ch; 存放读入的字符 int rs 判断读入的文件是否为空 char []data 存放文件中的数据 int m;通过switch用来判断字符类型， 函数之间的调用关系图: main Complier..judgement isOperate() M=0 getChar( ) isDigit() M=4 For(ch ) isLet ter() M=2 Switch(m) isKey() M=3 函数功能: Judgement()判断输入的字符并输出单词符号，返回值为空; getChar() 读取文件的，返回值为空; isLetter(char c) 判断读入的字符是否为字母的，返回值为Boolean类型; switch (m) 判断跳转输出返回值为空; isOperator(char c)判断是否为运算符的，返回值为Boolean类型; isKey(String string)判断是否为关键字的，返回值为Boolean类型; isDigit(char c) 判断读入的字符是否为数字的，返回值为Boolean类型。测试结果: 《编译原理》课程实验报告 实验题目：某种简单程序语言的词法分析器的设 计与实现 专业：计算机科学与技术 班级：11060341 学号：11060341 姓名： 实验目的： 设计一个词法分析程序，理解词法分析器实现的原理，掌握程序设计语言中的各类单词的词法分析方法，加深对词法分析原理的理解。 实验任务： 词法分析是从左向右扫描每行源程序的符号，拼成单词，换成统一的二元式(单词种别，单词符号的属性值)表示。对给定的程序通过词法分析器识别一个个单词符号，并以二元式(单词种别，单词符号的属性值)显示，本程序则是通过对给定程序段分析后以单词符号和文字提示显示） 实验流程： 程序清单： #include 计算机科学与技术系 实验报告 课程名称：计算机网络 实验名称：用协议分析器分析IP包格式班级：xxx 学号：xx 姓名：xxx 2011年12 月31日 实验三用协议分析器分析IP包格式 一实验目的 1.熟悉网络协议分析的原理。 2.熟悉网络协议分析软件Ethereal的使用。 3.掌握IP包的构成。 4.分析IP包的分片重组机制。 二实验内容 1.继续学习使用网络协议分析软件Ethereal。 2.捕捉任何主机发出的IP包并进行结构分析。 3.捕捉具有分组情况的IP包，并分析IP包的分片重组机制。 三实验步骤 1.学习使用Ethereal软件。 2.捕捉任何主机发出的IP包并进行分析。捕捉时Ethereal的过滤器可为空，也可设置Ethereal的capture filter 的filter string设置为：ether[12:2] <= 1500，或其它。 ①分析捕获到IP包的格式，按照对应字段找出其对应值记录下来，并体会各部分的作用。 捕获的数据包如下 对应字段： Version：4 （版本为4 ）Header length ：20bytes （首部长度）Differentisted services Field：0x00（区分服务） Total length ：346 （总长度） Flags：0x00（标识）MF：0 DF：0 Fragment offset：0（片偏移）Time to live ：128（生存时间）Protocol：UDP（协议）Header checksum ：0xaf9f（首部检验码）Source：192.168.71.106（源地址） Destination：255.255.255.255 词法分析设计 1. 实验目的 通过本实验的编程实践，了解词法分析的任务，掌握词法分析程序设计的原理和构造方法，对编译的基本概念、原理和方法有完整的和清楚的理解，并能正确地、熟练地运用。 2. 实验内容 用C++语言实现对C++语言子集的源程序进行词法分析。通过输入源程序从左到右对字符串进行扫描和分解，依次输出各个单词的内部编码及单词符号自身值；若遇到错误则显示“Error”，然后跳过错误部分继续显示；同时进行标识符登记符号表的管理。 3. 实验原理 本次实验采用NFA->DFA->DFA0的过程: 对待分析的简单的词法（关键词/id/num/运算符/空白符等）先分别建立自己的FA，然后将他们用产生式连接起来并设置一个唯一的开始符，终结符不合并。 待分析的简单的词法 （1）关键字： "asm","auto","bool","break","case","catch","char","class"," const","const_cast"等 （2）界符（查表） ";",",","(",")","[","]","{","}" （3）运算符 "*","/","%","+","-","<<","=",">>","&","^","|","++","--"," +=","-=","*=","/=","%=","&=","^=","|=" relop： （4）其他单词是标识符（ID）和整型常数（SUM），通过正规式定义。 id/keywords: digit: （5）空格有空白、制表符和换行符组成。空格一般用来分隔ID、SUM、运算符、界符和关键字，词法分析阶段通常被忽略。 目录 一．设计题目 (2) 二．设计要求 (2) 1. 词法分析器的定义 (2) 2. 设计要求 (2) 3. 本程序自行规定： (3) 三．设计作用与目的 (4) 1. 设计作用 (4) 2. 设计目的 (4) 四．运行环境及工具软件 (4) 五．系统设计 (5) 1. 系统总体设计 (5) （1）词法分析器的设计 (5) （2）总体设计框图 (6) （3）总程序流程图 (6) 2. 各子模块设计 (8) （1）字符的识别 (8) （2）关键字的识别 (8) （3）数字的识别 (8) （4）界符的识别 (10) （5）运算处理 (10) 3.相关函数分析 (11) 4. 源程序设计 (12) 六．实验调试结果 (29) 1. 调试工具 (29) 2. 调试步骤 (29) 3. 调试结果 (29) 七．设计中的问题及解决方法 (31) 八．设计心得 (32) 九．参考文献 (34) 词法分析器的设计与实现 一．设计题目 词法分析器的设计与实现 二．设计要求 1. 词法分析器的定义 词法分析顾名思义就是分词。它以程序设计语言编制的源程序作为输入，以单词序列作为输出。分词过程可以通过编制程序自动完成，我们通常称这个分词程序为词法分析器。词法分析器分析的源程序可以是现有的各类程序设计语言源程序也可以是人为给定的模型语言的源程序。本文中的源程序为后者。从词的角度来看，它涉及的内容较为简单，只包括几个较为常用的词类，词类的构成上也适当的作了一些简化。对词进行分析时，我们是按类型进行分析的。不同类型的词在后续的分析中所起的作用不同，相应的操作也各有不同，但同种类型中的词虽然单词的构成不同但从宏观上看它们的操作大体一致。模型语言中的单词可以分为“关键字”、“标识符”、“常数”、“分隔符”、“运算符”几类。一般，关键字在程序设计语言中人为给定 2. 设计要求 对给定的程序通过词法分析器能够识别一个个单词符号，并以二元式(单词种别码，单词符号的属性值)显示。而本程序则是通过对给定路径的文件的分析后以单词符号和文字提示显示。另外，如果是算术表达式，则需要通过栈、运算符的优先级比较处理等从而计算出最终结果并显示。通过此次课程设计要求掌握从源程序文件中读取有效字符的方法，掌握词法分析的实现方法并上机调试编出的词法分析程序。 在处理表达式前，首先设置两个栈：一是运算符栈，用于在表达式处理过程中存放运算符。在开始时，运算符栈中先压入一个表达式结束符“#”。二是操作数栈，用于在表达式处理过程中存放操作数。然后从左到右依次读出表达式中的各个符号（运算符或操作数），每读出一个符号按以下原则进行处理： 《网络系统》课程设计报告 学院专业 班级学号 学生姓名指导教师 课程成绩完成日期2013年6月28日 课程设计成绩评定 学院专业 班级学号 学生姓名指导教师 完成日期2013年6月28日 指导教师对学生在课程设计中的评价 评分项目优良中及格不及格课程设计中的创造性成果 学生掌握课程内容的程度 课程设计完成情况 课程设计动手能力 文字表达 学习态度 规范要求 课程设计论文的质量 指导教师对课程设计的评定意见 综合成绩指导教师签字2013年6月28日 课程设计任务书 学院专业 课程名称网络系统课程设计时间2012～2013学年第二学期17～18周学生姓名指导老师 题目编程实现简单的TCP协议分析器 主要内容： （1）从局域网中抓取IP数据包； （2）对它进行分析得到相应的头部信息； （3）过滤TCP包进行分析，得到TCP包的相应信息 （4）谈谈本次课程设计活动的体会和心得 要求： （1）利用编程软件 （2）通过课程设计培养学生严谨的科学态度，认真的工作作风和团队协作精神。 （3）学会文献检索的基本方法和综合运用文献的能力。 （4）在老师的指导下，要求每个学生独立完成课程设计的全部内容。 应当提交的文件： （1）课程设计报告。 （2）课程设计附件（源程序、各类图纸、实验数据、运行截图等） 编程实现简单的TCP协议分析器 学生姓名：指导老师： 摘要编程实现简单的TCP协议分析器。TCP协议分析器是一种用于监督和跟踪网络活动的诊断工具。它从局域网中抓取IP数据包，并对它进行分析得到相对应的头部信息，过滤TCP包进行分析，得到TCP包的相应信息。运行程序平台为windows7/XP，程序通过调试运行，初步实现了设计目标，并且再经过适当完善后，将可以应用在商业中解决实际问题。TCP协议的数据传送程序是由二个子程序组成的。也可以看成是服务器端程序和客户端程序，其中：服务器端程序的功能是侦听端口号，接收远程主要的TCP连接申请，并接收远程主机传送来的文字数据。 关键词程序设计；TCP；局域网；指令；服务器 实验2 使用Wireshark嗅探器分析网络协议 实验日期： 实验目的： 1、掌握嗅探器工具Wireshark的下载和安装方法 2、掌握Wireshark的简单使用方法，了解抓包结果的分析方法 3、掌握封装这一操作的具体含义以及TCP/IP体系结构的分层，了 解各层的一些常用协议。 实验步骤： 1、预习课本与ping命令及tracert命令相关的因特网控制报文协议ICMP相关的容(4.4节)，通过搜索引擎了解什么是嗅探器，了解嗅探器工具Wireshark的下载、安装和使用方法 2、自己下载安装并启动Wireshark（安装程序里附带的WinPcap也一定要安装）如有时间可搜索Wireshark的中文使用说明，作为实验的辅助资料。FTP上有《Wireshark 网络分析就这么简单》的电子版，供参考。 3、选择正确的网络适配器（俗称网卡）。这一步很重要。选错了网卡，可能抓不到任何包。 4、开始抓包。 5、在Wireshark的显示过滤器输入栏中输入正确的表达式，可过滤出需要的数据包。 7、单击选中其中一个报文，可在树形视图面板中看它各层协议首部的详细信息。 8、过滤出http流量，选择其中的一个数据包，回答以下问题：（以 下4个问题需回答并截图证明） 1）此http包的http协议版本号是多少？ 此http包的http协议版本号是HTTP/1.1 2）http协议在传输层使用的是TCP协议还是UDP协议？ http协议在传输层使用的是TCP协议 3）此http包在网络层使用的是什么协议？ 此http包在网络层使用的是IPV4协议 4）此http包在数据链路层使用的是什么协议？ 此http包在数据链路层使用的是Ethernet II协议 9、过滤出QQ流量（协议名称为OICQ），选择其中的一个数据包，回答以下问题：（以下4个问题需回答并截图证明） 1）此QQ包的OICQ协议版本号是多少？ 此QQ包的OICQ协议版本号是OICQ 121 程序设计》课程设计 姓名：王 学号：20100034 班级：软件工程00 班 指导教师：王会青 成绩： 2010年 6 月 实验一.构造可以使n 个城市连接的最小生成树 专业：__软件工程___ 班级：__软件姓名：_王___ 学号：_20100034 完成日期：_2010/6/26 ________ 一、【问题描述】给定一个地区的n 个城市间的距离网，用Prim 算法或Kruskal 算法建立最小生成树，并计算得到的最小生成树的代价。 1 城市间的道路网采用邻接矩阵表示，邻接矩阵的存储结构定义采用课本中给出的定义，若两个城市之间不存在道 路，则将相应边的权值设为自己定义的无穷大值。 2 显示出城市间道路网的邻接矩阵。 3 最小生成树中包括的边及其权值，并显示得到的最小生成树的总代价。 4 输入城市数、道路数→输入城市名→输入道路信息→执行Kruskal 算法→执行Prim 算法→输出最小生成树 二、【问题分析】 1. 抽象数据类型结构体数组的定义： #ifnd ef ADJACENCYMATRIXED// 防止该头文件被重复引用 #define ADJACENCYMATRIXED // 而引起的数据重复定义 #define INFINITY 32767 // 最大值∞ #define MAX_VERTEX_NUM 20 // 最大顶点个数 typedef int VRType; // 权值，即边的值 typedef char InfoType; // 附加信息的类型，后面使用时会定义成一个指针 typedef char VertexType[MAX_VERTEX_NUM]; // 顶点类型 typedef enum {DG=1, DN, UDG, UDN} GraphKind; //{ 有向图，有向网，无向图，无向网} typedef struct ArcCell { VRType adj; //VRType 是顶点关系类型。对无权图，用1 或0 表示相邻否；对带权图，则为权值类型。 InfoType*info; // 该弧关系信息的指针 (此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 编译技术 班级网络0802 学号 姓名叶晨舟 指导老师朱玉全 2011年 7 月 4 日 一、目的 编译技术是理论与实践并重的课程，而其实验课要综合运用一、二年级所学的多门课程的内容，用来完成一个小型编译程序。从而巩固和加强对词法分析、语法分析、语义分析、代码生成和报错处理等理论的认识和理解；培养学生对完整系统的独立分析和设计的能力，进一步培养学生的独立编程能力。 二、任务及要求 基本要求： 1．词法分析器产生下述小语言的单词序列 这个小语言的所有的单词符号，以及它们的种别编码和内部值如下表： 单词符号种别编码助记符内码值 DIM IF DO STOP END 标识符 常数（整）= + * ** ， （ ）1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 $DIM $IF $DO $STOP $END $ID $INT $ASSIGN $PLUS $STAR $POWER $COMMA $LPAR $RPAR - - - - - - 内部字符串 标准二进形式 - - - - - - 对于这个小语言，有几点重要的限制： 首先，所有的关键字（如IF﹑WHILE等）都是“保留字”。所谓的保留字的意思是，用户不得使用它们作为自己定义的标示符。例如，下面的写法是绝对禁止的： IF（5）=x 其次，由于把关键字作为保留字，故可以把关键字作为一类特殊标示符来处理。也就是说，对于关键字不专设对应的转换图。但把它们（及其种别编码）预先安排在一张表格中（此表叫作保留字表）。当转换图识别出一个标识符时，就去查对这张表，确定它是否为一个关键字。 再次，如果关键字、标识符和常数之间没有确定的运算符或界符作间隔，则必须至少用一个空白符作间隔（此时，空白符不再是完全没有意义的了）。例如，一个条件语句应写为 IF i>0 i= 1; 词法分析器实验报告 一、实验目的及要求 本次实验通过用C语言设计、编制、调试一个词法分析子程序，识别单词，实现一个C语言词法分析器，经过此过程可以加深对编译器解析单词流的过程的了解。 运行环境： 硬件：windows xp 软件：visual c++ 二、实验步骤 1.查询资料，了解词法分析器的工作过程与原理。 2.分析题目，整理出基本设计思路。 3.实践编码，将设计思想转换用c语言编码实现，编译运行。 4.测试功能，多次设置包含不同字符，关键字的待解析文件，仔细察看运行结果，检测该分析器的分析结果是否正确。通过最终的测试发现问题，逐渐完善代码中设置的分析对象与关键字表，拓宽分析范围提高分析能力。 三、实验内容 本实验中将c语言单词符号分成了四类：关键字key（特别的将main说明为主函数）、普通标示符、常数和界符。将关键字初始化在一个字符型指针数组*key[]中，将界符分别由程序中的case列出。在词法分析过程中，关键字表和case列出的界符的内容是固定不变的（由程序中的初始化确定），因此，从源文件字符串中识别出现的关键字，界符只能从其中选取。标识符、常数是在分析过程中不断形成的。 对于一个具体源程序而言，在扫描字符串时识别出一个单词，若这个单词的类型是关键字、普通标示符、常数或界符中之一，那么就将此单词以文字说明的形式输出．每次调用词法分析程序，它均能自动继续扫描下去，形成下一个单词，直到整个源程序全部扫描完毕，从而形成相应的单词串。 输出形式例如：void $关键字 流程图、程序流程图： 程序： #include<> #include<> #include<> #include<> //定义关键字 char *Key[10]={"main","void","int","char","printf","scanf","else","if","return"}; char Word[20],ch; // 存储识别出的单词流 int IsAlpha(char c) { //判断是否为字母 if(((c<='z')&&(c>='a'))||((c<='Z')&&(c>='A'))) return 1; else return 0; } int IsNum(char c){ //判断是否为数字 if(c>='0'&&c<='9') return 1; else return 0; } int IsKey(char *Word){ //识别关键字函数 int m,i; for(i=0;i<9;i++){ if((m=strcmp(Word,Key[i]))==0) { if(i==0) return 2; return 1; } } return 0; } void scanner(FILE *fp){ //扫描函数 char Word[20]={'\0'}; char ch; int i,c; ch=fgetc(fp); //获取字符，指针fp并自动指向下一个字符 if(IsAlpha(ch)){ //判断该字符是否是字母 Word[0]=ch; ch=fgetc(fp); i=1;实验1-3-《编译原理》词法分析程序设计方案
实验八协议分析器程序的设计和实现
编译原理词法分析器语法分析器实验报告
词法分析器实验报告
使用DLPI来编写协议分析工具
网络程序设计实验报告-Winsock编程接口实验
词法分析器的实现与设计
计算机网络使用网络协议分析器捕捉和分析协议数据包样本
网络编程实验报告
词法分析器实验报告
词法分析器的设计与实现
用协议分析器分析IP包格式
东南大学编译原理词法分析器实验报告
词法分析器的设计与实现
编程实现简单的TCP协议分析器
使用Wireshark嗅探器分析网络协议
算法程序设计实验报告
编译原理词法分析器语法分析器实验报告
实验一、词法分析器(含源代码)