网络通信winsock课程设计

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目录

一．设计目的 (2)

二．功能介绍 (2)

三．程序流程 (2)

四．设计步骤 (4)

五．详细设计 (4)

六．设计总结 (17)

七．参考文献 (17)

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊一．设计目的

通过课程设计，使学生理解和学会应用winsock来进行编程；使学生提高理论联系实际解决实际问题的能力；也使学生对基于c++的网络通信编程进行系统设计过程中的诸多具体问题有感性的认识和深入的理解；进而提高学生的学习兴趣为其将来顺利进入毕业环节作必要的准备。

二．功能介绍

（1）配置文件支持功能：使用配置文件存储程序配置信息。

（2）网络参数管理功能：能够管理网络参数，例如IP、机器名、掩码和DNS等。

（3）路由表管理功能：能够查看和管理主机路由表条目。

三．程序流程

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否

是

否

是

图1.程序流程图

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊四．设计步骤

1. 资料整理

2. 配置文件支持功能

3. 网络参数管理功能

4. 路由表管理功能

五．详细设计

（一）获取本地网络配置信息

图2.获取本地网络配置信息

本功能实现的是查询本地网络的基本配置信息，包括了主机名，注册域名，DNS服务器，获取信息后打印出来，如图2，具体的代码如下：

int main()

{

FIXED_INFO fi;

ULONG ulOutBufLen = sizeof(fi)+100;

// 获取本地电脑的网络参数

/* if(GetNetworkParams(&fi, &ulOutBufLen) != ERROR_SUCCESS) {

printf(" GetNetworkParams() failed \n");

getch();

return -1;

}*/

GetNetworkParams(&fi, &ulOutBufLen);

// 主机名称

printf(" Host Name: %s \n", fi.HostName);

// 电脑注册的域名

printf(" Domain Name: %s \n", fi.DomainName);

// 打印出所有的DNS服务器

printf(" DNS Servers: \n");

printf(" \t%s \n", fi.DnsServerList.IpAddress.String);

IP_ADDR_STRING *pIPAddr = fi.DnsServerList.Next;

while(pIPAddr != NULL)

{

printf(" \t%s \n", pIPAddr->IpAddress.String);

pIPAddr = pIPAddr->Next;

}

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getch();

return 0;

}

（二）读取网卡信息

图3.网卡信息

图4.网卡信息

本功能实现的获取本地网卡信息，打印出本地连接，无线连接，WiFi适配器等，具体的内容如图所示，主要代码如下：

typedef struct tagAdapterInfo

{

string strName; // 适配器名称

string strDriverDesc; // 适配器描述

string strIP; // IP地址

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string strNetMask; // 子网掩码

string strNetGate; // 网关

string strBroadcastIp; // 广播地址

string strS; // 测试用的

}ADAPTER_INFO;

BOOL GetAdapterInfo();//获取网络适配器信息

BOOL RegGetIP(ADAPTER_INFO *pAI, LPCTSTR lpszAdapterName, int nIndex = 0); vector AdapterInfoVector;

int main()

{

GetAdapterInfo();

int i;

for (i = 0;i < AdapterInfoVector.size();i++)

{

cout << AdapterInfoVector[i]->strName << ":" << endl << endl;

cout << " " << AdapterInfoVector[i]->strDriverDesc << endl;

cout << " " << AdapterInfoVector[i]->strIP << endl;

cout << " " << AdapterInfoVector[i]->strNetMask << endl;

cout << " " << AdapterInfoVector[i]->strNetGate << endl;

cout << " " << AdapterInfoVector[i]->strBroadcastIp << endl;

cout << endl;

}

getch();

return 0;

}

// 取得所有网卡信息

BOOL GetAdapterInfo()

{

// 这里的代码适合WINDOWS2000，对于NT需要读取HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Windows

NT\CurrentVersion\NetworkCards

HKEY hKey, hSubKey, hNdiIntKey;

if(RegOpenKeyEx(HKEY_LOCAL_MACHINE,

"System\\CurrentControlSet\\Control\\Class\\{4d36e972-e325-11ce-bfc1-08002be10318}", 0,

KEY_READ,

&hKey) != ERROR_SUCCESS)

return FALSE;

DWORD dwIndex = 0;

DWORD dwBufSize = 256;

DWORD dwDataType;

char szSubKey[256];

unsigned char szData[256];

while(RegEnumKeyEx(hKey, dwIndex++, szSubKey, &dwBufSize, NULL, NULL,

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊NULL, NULL) == ERROR_SUCCESS)

{

if(RegOpenKeyEx(hKey, szSubKey, 0, KEY_READ, &hSubKey) == ERROR_SUCCESS)

{

if(RegOpenKeyEx(hSubKey, "Ndi\\Interfaces", 0, KEY_READ, &hNdiIntKey) == ERROR_SUCCESS)

{

dwBufSize = 256;

if(RegQueryValueEx(hNdiIntKey, "LowerRange", 0, &dwDataType, szData, &dwBufSize) == ERROR_SUCCESS)

{

if(strstr((char*)szData, "ethernet") != NULL)// 判断是不是以太网卡

{

dwBufSize = 256;

if(RegQueryValueEx(hSubKey, "DriverDesc", 0, &dwDataType, szData, &dwBufSize) == ERROR_SUCCESS)

{

ADAPTER_INFO *pAI = new ADAPTER_INFO;

pAI->strDriverDesc = (LPCTSTR)szData;

dwBufSize = 256;

if(RegQueryValueEx(hSubKey, "NetCfgInstanceID", 0, &dwDataType, szData, &dwBufSize) == ERROR_SUCCESS)

{

pAI->strS = (LPCTSTR)szData;

RegGetIP(pAI, (LPCTSTR)szData);

}

AdapterInfoVector.push_back(pAI); // 加入到容器中

}

}

}

RegCloseKey(hNdiIntKey);

}

RegCloseKey(hSubKey);

}

dwBufSize = 256;

} /* end of while */

RegCloseKey(hKey);

return true;

}

// 得到注册表中的IP信息

BOOL RegGetIP(ADAPTER_INFO *pAI, LPCTSTR lpszAdapterName, int nIndex/* =0 */)

{

HKEY hKey, hSubKey, hNdiIntKey;

string strKeyName = "SYSTEM\\CurrentControlSet\\Services\\Tcpip\\Parameters\\Interfaces\\";

strKeyName += lpszAdapterName;

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if(RegOpenKeyEx(HKEY_LOCAL_MACHINE,

strKeyName.c_str(),0,KEY_READ,

&hKey) != ERROR_SUCCESS)

return FALSE;

unsigned char szData[256];

DWORD dwDataType, dwBufSize;

dwBufSize = 256;

if(RegQueryValueEx(hKey, "DhcpIPAddress", 0, &dwDataType, szData, &dwBufSize) == ERROR_SUCCESS)

pAI->strIP = (LPCTSTR)szData;

else{

if(RegQueryValueEx(hKey, "IPAddress", 0, &dwDataType, szData, &dwBufSize) == ERROR_SUCCESS)

pAI->strIP = (LPCTSTR)szData;

}

dwBufSize = 256;

if(RegQueryValueEx(hKey, "DhcpSubnetMask", 0, &dwDataType, szData, &dwBufSize) == ERROR_SUCCESS)

pAI->strNetMask = (LPCTSTR)szData;

else

{

if(RegQueryValueEx(hKey, "SubnetMask", 0, &dwDataType, szData, &dwBufSize) == ERROR_SUCCESS)

pAI->strNetMask = (LPCTSTR)szData;

}

dwBufSize = 256;

if(RegQueryValueEx(hKey, "DhcpDefaultGateway", 0, &dwDataType, szData, &dwBufSize) == ERROR_SUCCESS)

pAI->strNetGate = (LPCTSTR)szData;

else

{

if(RegQueryValueEx(hKey, "DefaultGateway", 0, &dwDataType, szData, &dwBufSize) == ERROR_SUCCESS)

pAI->strNetGate = (LPCTSTR)szData;

}

RegCloseKey(hKey);

strKeyName = "SYSTEM\\ControlSet001\\Control\\Network";

if(RegOpenKeyEx(HKEY_LOCAL_MACHINE,strKeyName.c_str(),0,

KEY_READ,&hKey) != ERROR_SUCCESS)

return FALSE;

char szSubKey[256];

char szSubKey_two[256];

memset(szSubKey, 0, 256);

DWORD dwIndex = 0;

DWORD dwIndex_two = 0;

dwBufSize = 256;

DWORD dwBufSize_two = 256;

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pAI->strName = pAI->strDriverDesc;

while(RegEnumKey(hKey, dwIndex++, szSubKey, dwBufSize) == ERROR_SUCCESS)

{

string strKeyName_two;

strKeyName_two = strKeyName + "\\";

strKeyName_two += szSubKey;

if(RegOpenKeyEx(hKey, szSubKey, 0, KEY_READ, &hSubKey) == ERROR_SUCCESS)

{

while(RegEnumKey(hSubKey, dwIndex_two++, szSubKey_two, dwBufSize_two) == ERROR_SUCCESS)

{

if (strstr(szSubKey_two, lpszAdapterName) != NULL)

{

strcat(szSubKey_two, "\\Connection");

if(RegOpenKeyEx(hSubKey, szSubKey_two, 0, KEY_READ, &hNdiIntKey) == ERROR_SUCCESS)

{

if(RegQueryValueEx(hNdiIntKey, "Name", 0, &dwDataType, szData, &dwBufSize) == ERROR_SUCCESS)

{

pAI->strName = (LPCTSTR)szData;

break;

}

RegCloseKey(hNdiIntKey);

}

}

}

RegCloseKey(hSubKey);

}

}

RegCloseKey(hKey);

return TRUE;

}

（三）添加和删除IP

图5.添加和删除新的IP

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊本功能实现的是在本地IP地址列表中添加新的IP地址，然后删除新添加的IP地址，实现对IP列表的管理。添加成功会出现“IPv4 address was successfully added.”的语句，删除成功会出现“IPv4 address was successfully deleted.”的语句。具体的代码实现如下：

int main( )

{

/* Variables used by GetIpAddrTable */

PMIB_IPADDRTABLE pIPAddrTable;

DWORD dwSize = 0;

DWORD dwRetVal = 0;

IN_ADDR IPAddr;

DWORD ifIndex;

UINT iaIPAddress;

UINT imIPMask;

/* IPv4 address and subnet mask we will be adding */

iaIPAddress = inet_addr("192.168.0.17");

imIPMask = inet_addr("255.255.255.0");

/* Variables where handles to the added IP are returned */

ULONG NTEContext = 0;

ULONG NTEInstance = 0;

/* Variables used to return error message */

LPVOID lpMsgBuf;

// Before calling AddIPAddress we use GetIpAddrTable to get

// an adapter to which we can add the IP.

pIPAddrTable = (MIB_IPADDRTABLE *) MALLOC(sizeof (MIB_IPADDRTABLE));

if (pIPAddrTable == NULL)

{

printf("Error allocating memory needed to call GetIpAddrTable\n");

return 0;

}

else

{

dwSize = 0;

// Make an initial call to GetIpAddrTable to get the

// necessary size into the dwSize variable

if (GetIpAddrTable(pIPAddrTable, &dwSize, 0) ==

ERROR_INSUFFICIENT_BUFFER)

{

FREE(pIPAddrTable);

pIPAddrTable = (MIB_IPADDRTABLE *) MALLOC(dwSize);

}

if (pIPAddrTable == NULL)

{

printf("Memory allocation failed for GetIpAddrTable\n");

return 0;

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊

}

}

// Make a second call to GetIpAddrTable to get the

// actual data we want

if ((dwRetVal = GetIpAddrTable(pIPAddrTable, &dwSize, 0)) == NO_ERROR)

{

// Save the interface index to use for adding an IP address

ifIndex = pIPAddrTable->table[0].dwIndex;

printf("\n\tInterface Index:\t%ld\n", ifIndex);

IPAddr.S_un.S_addr = (u_long) pIPAddrTable->table[0].dwAddr;

printf("\tIP Address: \t%s (%lu%)\n", inet_ntoa(IPAddr),

pIPAddrTable->table[0].dwAddr);

IPAddr.S_un.S_addr = (u_long) pIPAddrTable->table[0].dwMask;

printf("\tSubnet Mask: \t%s (%lu%)\n", inet_ntoa(IPAddr),

pIPAddrTable->table[0].dwMask);

IPAddr.S_un.S_addr = (u_long) pIPAddrTable->table[0].dwBCastAddr;

printf("\tBroadCast Address:\t%s (%lu%)\n", inet_ntoa(IPAddr),

pIPAddrTable->table[0].dwBCastAddr);

printf("\tReassembly size: \t%lu\n\n",

pIPAddrTable->table[0].dwReasmSize);

}

else

{

printf("Call to GetIpAddrTable failed with error %d.\n", dwRetVal);

if (pIPAddrTable)

FREE(pIPAddrTable);

return 0;

}

if (pIPAddrTable)

{

FREE(pIPAddrTable);

pIPAddrTable = NULL;

}

if ((dwRetVal = AddIPAddress(iaIPAddress,

imIPMask ,

ifIndex,

&NTEContext, &NTEInstance)) == NO_ERROR)

{

printf("\tIPv4 address was successfully added.\n");

}

else

{

printf("AddIPAddress failed with error: %d\n", dwRetVal);

if (FormatMessage(FORMAT_MESSAGE_ALLOCATE_BUFFER | FORMAT_MESSAGE_FROM_SYSTEM | FORMAT_MESSAGE_IGNORE_INSERTS, NULL, dwRetVal, MAKELANGID(LANG_NEUTRAL, SUBLANG_DEFAULT),

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊// Default language

(LPTSTR) & lpMsgBuf, 0, NULL)) {

printf("\tError: %s", lpMsgBuf);

LocalFree(lpMsgBuf);

return 0;

}

}

//删除刚利用NTEContext所添加的IP地址

// variable where the handle was returned

if ((dwRetVal = DeleteIPAddress(NTEContext)) == NO_ERROR) {

printf("\tIPv4 address was successfully deleted.\n");

}

else

{

printf("\tDeleteIPAddress failed with error: %d\n", dwRetVal);

return 0;

}

getch();

return 0;

}

（四）获取当前路由信息

图6.获取路由信息

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊本功能实现的是获取当前所有活动的路由信息，并且打印出来，打印结果如图所示，打印内容包括了网络地址，网关，默认网关，下一跳等。具体的实现代码如下：void PrintIpForwardTable()

{

PMIB_IPFORWARDTABLE pIpRouteTable = MyGetIpForwardTable(TRUE);

if(pIpRouteTable != NULL)

{

DWORD i, dwCurrIndex;

struct in_addr inadDest;

struct in_addr inadMask;

struct in_addr inadGateway;

PMIB_IPADDRTABLE pIpAddrTable = NULL;

char szDestIp[128];

char szMaskIp[128];

char szGatewayIp[128];

printf("Active Routes:\n\n");

printf(" Network Address Netmask Gateway Address Interface Metric\n");

for (i = 0; i < pIpRouteTable->dwNumEntries; i++)

{

dwCurrIndex = pIpRouteTable->table[i].dwForwardIfIndex;

// 目的地址

inadDest.s_addr = pIpRouteTable->table[i].dwForwardDest;

// 子网掩码

inadMask.s_addr = pIpRouteTable->table[i].dwForwardMask;

// 网关地址

inadGateway.s_addr = pIpRouteTable->table[i].dwForwardNextHop;

strcpy(szDestIp, inet_ntoa(inadDest));

strcpy(szMaskIp, inet_ntoa(inadMask));

strcpy(szGatewayIp, inet_ntoa(inadGateway));

printf(" %15s %16s %16s %16d %7d\n",

szDestIp,

szMaskIp,

szGatewayIp,

pIpRouteTable->table[i].dwForwardIfIndex, // 可以在此调用GetIpAddrTable获取索引对应的IP地址

pIpRouteTable->table[i].dwForwardMetric1);

}

MyFreeIpForwardTable(pIpRouteTable);

}

}

PMIB_IPFORWARDTABLE MyGetIpForwardTable(BOOL bOrder)

{

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PMIB_IPFORWARDTABLE pIpRouteTab = NULL;

DWORD dwActualSize = 0;

// 查询所需缓冲区的大小

if(::GetIpForwardTable(pIpRouteTab, &dwActualSize, bOrder) == ERROR_INSUFFICIENT_BUFFER)

{

// 为MIB_IPFORWARDTABLE结构申请内存

pIpRouteTab = (PMIB_IPFORWARDTABLE)::GlobalAlloc(GPTR, dwActualSize);

// 获取路由表

if(::GetIpForwardTable(pIpRouteTab, &dwActualSize, bOrder) == NO_ERROR) return pIpRouteTab;

::GlobalFree(pIpRouteTab);

}

return NULL;

}

void MyFreeIpForwardTable(PMIB_IPFORWARDTABLE pIpRouteTab)

{

if(pIpRouteTab != NULL)

::GlobalFree(pIpRouteTab);

}

（五）修改默认网关

图7.修改默认网关

本功能实现的是修改默认网关的功能，修改失败会提示失败，修改成功会提示如图5，并打印出新的默认网关的地址。具体代码如下：

int main()

{

// 新网关地址

DWORD dwNewGateway = ::inet_addr("192.168.0.1");

// 在表中查找我们想要的入口。默认网关的目的地址为0.0.0.0

PMIB_IPFORWARDTABLE pIpRouteTable = MyGetIpForwardTable(TRUE);

PMIB_IPFORWARDROW pRow = NULL;

if(pIpRouteTable != NULL)

{

for(DWORD i=0; idwNumEntries; i++)

{

if(pIpRouteTable->table[i].dwForwardDest == 0) // 找到了默认网关

{

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// 申请内存来保存这个入口。

// 这比自己填充MIB_IPFORWARDROW结构简单许多，我们仅需要改变网关地址

if(pRow == NULL)

{

pRow = (PMIB_IPFORWARDROW)::GlobalAlloc(GPTR,

sizeof(MIB_IPFORWARDROW));

memcpy(pRow, &pIpRouteTable->table[i],

sizeof(MIB_IPFORWARDROW));

}

// 删除旧的默认网关入口

if(::DeleteIpForwardEntry(&pIpRouteTable->table[i]) !=

ERROR_SUCCESS)

{

printf("Could not delete old gateway \n");

exit(1);

}

}

}

MyFreeIpForwardTable(pIpRouteTable);

}

if(pRow != NULL)

{

// 设置dwForwardNextHop域为我们的新网关，所有其它的路由属性将和先前的相同

pRow->dwForwardNextHop = dwNewGateway;

// 为默认网关创建新的路由入口

if(::SetIpForwardEntry(pRow) == NO_ERROR)

{

printf(" Gateway changed successfully \n");

printf(" The New Gateway is:192.168.0.1 \n");

}

else

printf(" SetIpForwardEntry() failed \n");

::GlobalFree(pRow);

}

getch();

return 0;

}

PMIB_IPFORWARDTABLE MyGetIpForwardTable(BOOL bOrder)

{

PMIB_IPFORWARDTABLE pIpRouteTab = NULL;

DWORD dwActualSize = 0;

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊

// 查询所需缓冲区的大小

if(::GetIpForwardTable(pIpRouteTab, &dwActualSize, bOrder) ==

ERROR_INSUFFICIENT_BUFFER)

{

// 为MIB_IPFORWARDTABLE结构申请内存

pIpRouteTab = (PMIB_IPFORWARDTABLE)::GlobalAlloc(GPTR, dwActualSize);

// 获取路由表

if(::GetIpForwardTable(pIpRouteTab, &dwActualSize, bOrder) == NO_ERROR) return pIpRouteTab;

::GlobalFree(pIpRouteTab);

}

return NULL;

}

void MyFreeIpForwardTable(PMIB_IPFORWARDTABLE pIpRouteTab)

{

if(pIpRouteTab != NULL)

::GlobalFree(pIpRouteTab);

}

（六）获取网络适配器列表

图8.获取网络适配器列表

本功能实现的是获取网络适配器列表并打印其属性信息，打印的信息包括了适配器名字，适配器目录和适配器数目。具体的代码如下：

int main()

{

PIP_INTERFACE_INFO pInfo =

(PIP_INTERFACE_INFO)::GlobalAlloc(GPTR,

sizeof(IP_INTERFACE_INFO));

ULONG ulOutBufLen = sizeof(IP_INTERFACE_INFO);

// 如果上面申请的内存不够的话，再重新申请

if(::GetInterfaceInfo(pInfo, &ulOutBufLen) == ERROR_INSUFFICIENT_BUFFER) {

::GlobalFree(pInfo);

pInfo = (PIP_INTERFACE_INFO)::GlobalAlloc(GPTR, ulOutBufLen);

}

// 再次调用GetInterfaceInfo来获取我们实际需要的数据

if(::GetInterfaceInfo(pInfo, &ulOutBufLen) == NO_ERROR)

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊

{

printf(" \tAdapter Name: %ws\n", pInfo->Adapter[0].Name);

printf(" \tAdapter Index: %ld\n", pInfo->Adapter[0].Index);

printf(" \tNum Adapters: %ld\n", pInfo->NumAdapters);

}

else

{

printf(" GetInterfaceInfo() failed \n");

}

::GlobalFree(pInfo);

getch();

return 0;

}

六．设计总结

本次设计让我学会了使用winsock进行网络的通信编程。本设计是基于c++的，让我又重新温习了一遍c++的知识，并对winsock有了具体的深刻的了解。设计中，遇到了很多的问题和不足，如功能的实现不完善，有些功能的方法写错了，缺失头文件等。但在坚持不懈的努力下，查找了许多资料，也上网搜索了许多解决的方法，在诸多的尝试后，终于一一解决了这些问题。但是本设计还是有很多不完善的地方，比如没有一个完整的界面实现，程序功能不完善等。这次设计让我知道了实践出真知，也让我懂得实践是掌握所学知识的十分有效的途径。空有纸上谈兵，即使再强也是没用的，真正有用的实践中对知识的运用和掌握，以及本身解决问题的能力。本次设计让我对这些能力有了更清楚的认识，并且也有了一定的提升，希望以后，自身的能力能够更加的完善，能够把设计做的更加完善健全。

七．参考文献

（1）《Windows网络与通信程序设计》人民邮电出版社王艳平 2009

（2）《Visual C++网络通信开发入门与编程实践》电子工业出版社李媛媛 2008 （3）《计算机网络(第5版) 》电子工业出版社谢希仁2008