设计题4：发送TCP数据包
本设计的目的是填充一个TCP数据包，并发送给目的主机。
1）以命令行形式运行：SendTCP source_ip source_port dest_ip dest_port Data 其中SendTCP为程序名，source_ip、source_port、dest_ip和dest_port分别为源IP地址、目的IP地址、源端口和目的端口， Data为数据字段。
2）其他的TCP头部参数请自行设定。
3）数据字段为“This is my homework of network,I am very happy!”。 4）成功发送后在屏幕上输出“send OK”。
引言：
TCP作用
TCP建立连接时的三次握手
在因特网协议族（Internet protocol suite）四层协议中，TCP层是位于IP层之上，应用层之下的传输层。不同主机的应用层之间经常需要可靠的、像管道一样的连接，但是IP层不提供这样的流机制，而是提供不可靠的包交换。
应用层向TCP层发送用于网间传输的、用8位字节表示的数据流，然后TCP把数据流分割成适当长度的报文段（通常受该计算机连接的网络的数据链路层的最大传送单元（MTU）的限制）。之后TCP把结果包传给IP层，由它来通过网络将包传送给接收端实体的TCP层。TCP为了保证不发生丢包，就给每个字节一个序号，同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。然后接收端实体对已成功收到的字节发回一个相应的确认（ACK）；如果发送端实体在合理的往返时延（RTT）内未收到确认，那么对应的数据（假设丢失了）将会被重传。TCP用一个校验和函数来检验数据是否有错误；在发送和接收时都要计算和校验。
首先，TCP建立连接之后，通信双方都同时可以进行数据的传输，其次，它是全双工的；在保证可靠性上，采用超时重传和捎带确认机制。 在流量控制上，采用滑动窗口协议，协议中规定，对于窗口内未经确认的分组需要重传。 在拥塞控制上，采用广受好评的TCP拥塞控制算法（也称AIMD算法），该算法主要包括三个主要部分：1，加性增、乘性减；2，慢启动；3，对超时事件做出反应。
具体设计：
1.创建一个原始套接字，并设置IP头选项 SOCKET sock;
sock = socket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP); 或者：
sock=WSASoccket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP,NULL,0,WSA_FLAG_OVERLAPPED);
这里，设置了SOCK_RAW标志，表示我们声明的是一个原始套接字类型。 为使用发送接收超时设置,必须将标志位置位置为WSA_FLAG_OVERLAPPED。在本课程设计中，发送TCP包时隐藏了自己的IP地址，因此我们要自己填充IP头，设置IP头操作选项。其中flag设置为ture，并设定 IP_HDRINCL 选项，表明自己来构造IP头。
setsockopt(sock, IPPROTO_IP, IP_HDRINCL, (char *)&Flag, sizeof(Flag)); int timeout=1000；
setsockopt(sock, SOL_SOCKET,SO_SNDTIMEO,(char*)&timeout, sizeof(timeout)); 在这里我们使用基本套接字SOL_SOCKET，设置SO_SNDTIMEO表示使用发送超时设置，超时时间设置为1000ms。 2.构造IP头和TCP头
这里， IP头和TCP头以及TCP伪部的构造请参考下面它们的数据结构。 typedef struct _iphdr //定义IP首部 {
UCHAR h_lenver; //4位首部长度+4位IP版本号 UCHAR tos; //8位服务类型TOS USHORT total_len; //16位总长度（字节） USHORT ident; //16位标识 USHORT frag_and_flags; //3位标志位
UCHAR ttl; //8位生存时间 TTL
UCHAR proto; //8位协议 (TCP, UDP 或其他) USHORT checksum; //16位IP首部校验和 ULONG sourceIP; //32位源IP地址 ULONG destIP; //32位目的IP地址 }IP_HEADER;
typedef struct psd_hdr //定义TCP伪首部 {
ULONG saddr; //源地址 ULONG daddr; //目的地址
UCHAR mbz; //没用 UCHAR ptcl; //协议类型 USHORT tcpl; //TCP长度 }PSD_HEADER;
typedef struct _tcphdr //定义TCP首部 {
USHORT th_sport; //16位源端口 USHORT th_dport; //16位目的端口 ULONG th_seq; //32位序列号 ULONG th_ack; //32位确认号
UCHAR th_lenres; //4位首部长度/6位保留字 UCHAR th_flag; //6位标志位 USHORT th_win; //16位窗口大小 USHORT th_sum; //16位校验和
USHORT th_urp; //16位紧急数据偏移量 }TCP_HEADER;
3.计算校验和的子函数
在填充数据包的过程中，需要调用计算校验和的函数checksum两次，分别用于校验IP头和TCP头部（加上伪头部），其实现代码如下： USHORT checksum(USHORT *buffer, int size) {
unsigned long cksum=0; while(size >1) {
cksum+=*buffer++; size -=sizeof(USHORT); }
if(size ) {
cksum += *(UCHAR*)buffer; }
cksum = (cksum >> 16) + (cksum & 0xffff); cksum += (cksum >>16); return (USHORT)(~cksum); }
4.流程图
开始构造原始套接字并初始化填充IP首部计算IP首部校验和构造TCP伪首部填充TCP首部计算TCP首部校验和填充发送缓冲区填入目的地址发送数据包结束
源程序：
SENDTCP:
#include
#pragma comment(lib,\) #define IPVER 4
#define MAX_BUFF_LEN 65500 typedef struct ip_hdr { }
IP_HEADER; typedef struct tsd_hdr { }
PSD_HEADER; typedef struct tcp_hdr { }
TCP_HEADER;
USHORT checksum(USHORT *buffer, int size) {
unsigned long cksum=0; while(size >1) {
USHORT th_sport; USHORT th_dport; ULONG th_seq; ULONG th_ack; UCHAR th_lenres; UCHAR th_flag; USHORT th_win; USHORT th_sum; USHORT th_urp; ULONG saddr; ULONG daddr; UCHAR mbz; UCHAR ptcl; USHORT tcpl; UCHAR h_verlen; UCHAR tos; USHORT total_len; USHORT ident; USHORT frag_and_flags; UCHAR ttl; UCHAR proto; USHORT checksum; ULONG sourceIP; ULONG destIP;