IP 数据报头分析程序：C 语言实现

#include <stdio.h> #include <stdint.h>

void analyzeIPDatagram(uint8_t *data);

int main() { uint8_t data[20];

printf('请输入 20 个字节的 IP 数据报头：\n\n'); for (int i = 0; i < 20; i++) { scanf('%hhx', &data[i]); }

analyzeIPDatagram(data);

return 0; }

void analyzeIPDatagram(uint8_t *data) { int version = (data[0] >> 4) & 0xF; int headerLength = (data[0] & 0xF) * 4; int totalLength = (data[2] << 8) | data[3]; int protocol = data[9]; char sourceIP[16]; char destinationIP[16];

sprintf(sourceIP, "%d.%d.%d.%d", data[12], data[13], data[14], data[15]); sprintf(destinationIP, "%d.%d.%d.%d", data[16], data[17], data[18], data[19]);

printf('IP 版本: %d\n\n', version); printf('报头长度: %d bytes\n', headerLength); printf('总长度: %d bytes\n', totalLength); printf('协议: %d\n', protocol); printf('源 IP 地址: %s\n', sourceIP); printf('目的 IP 地址: %s\n', destinationIP); }

// 设计任务

// 1.1 目的 // 该程序旨在分析 IP 数据报头，提取关键信息并显示给用户。

// 1.2 要求 // 1. 程序需要从用户输入中获取 20 字节的 IP 数据报头数据。 // 2. 程序需要能够识别并提取 IP 数据报头的关键信息，包括版本、报头长度、总长度、协议、源 IP 地址和目的 IP 地址。 // 3. 程序需要能够将提取的信息以易于理解的方式显示给用户。

// 2 需求分析

// 2.1 需求背景 // 在网络通信中，IP 数据报是网络层传输数据的基本单位。分析 IP 数据报头可以帮助我们了解数据传输的路径、协议类型、数据大小等信息。

// 2.2 IP 数据报的格式说明 // IP 数据报头包含以下信息： // * 版本号：4 位，表示 IP 版本，目前常用版本是 IPv4 (值为 4)。 // * 首部长度：4 位，表示 IP 首部长度，单位为 4 字节。 // * 总长度：16 位，表示整个 IP 数据报的长度，单位为字节。 // * 协议：8 位，表示上层协议类型，例如 TCP、UDP。 // * 源 IP 地址：32 位，表示发送数据的设备的 IP 地址。 // * 目的 IP 地址：32 位，表示接收数据的设备的 IP 地址。

// 3 总体设计

// 3.1 基本思想 // 该程序的基本思想是使用 C 语言读取用户输入的 IP 数据报头数据，并将其解析为各个字段。

// 3.2 程序设计思想 // 程序使用一个函数 analyzeIPDatagram() 来分析 IP 数据报头。该函数首先从输入数据中提取 IP 版本号、首部长度、总长度、协议类型等信息。然后，使用 sprintf() 函数将源 IP 地址和目的 IP 地址格式化为字符串。最后，程序将提取到的信息输出到屏幕上。

// 3.3 程序设计流程图 // [流程图]

// 4 详细设计及实现 // 程序代码已在上面给出。

// 5 设计总结 // 该程序成功实现了对 IP 数据报头的分析，能够提取关键信息并显示给用户。程序结构清晰，代码易于理解。

// 6 设计体会 // 通过该程序的设计与实现，我对 IP 数据报的格式和解析有了更深的理解。同时，我也学习了 C 语言中字符串处理、数据类型转换等方面的知识。

// 参 考 文 献

// [参考文档]

// 附录

// IP 数据报头模拟分析程序内容： // 该代码是 C 程序，用来分析 IP 数据报头。它从用户那里获取 20 字节的输入数据，然后分析数据以从 IP 首部提取各种信息。

// main 函数提示用户输入 20 字节的 IP 数据报头数据。它使用一个 for 循环读取每个字节并将它存储在数据数组中。

// 收集完数据后，调用 analyzeIPDatagram 函数。该函数将数据数组作为输入，并对其进行分析。

// 在 analyzeIPDatagram 函数内部，程序从 IP 首部数据中提取版本、首部长度、总长度、协议、源 IP 地址和目的 IP 地址。

// 版本通过将数据的第一字节右移 4 位，并使用 0xF 对结果进行屏蔽来获得。首部长度通过使用 0xF 对数据的第一字节进行屏蔽，并将其结果乘以 4 来获得。

// 总长度通过使用按位移位和或运算将数据中的第三和第四字节合并来获得。

// 协议直接从数据的第九个字节获得。

// 源和目的 IP 地址通过使用 sprintf 将对应的数据字节格式化为字符串来获得。

// 最后，程序打印出分析后的信息。

// 总的来说，这个程序对 IP 数据报头数据进行了基本的分析，并显示了重要信息，如版本、首部长度、总长度、协议、源 IP 地址和目的 IP 地址。