C++ Exercises（十七）---网际校验和算法
在《基于ARP协议获取局域网内主机MAC地址》中使用了WinpCap来发送ARP请求，查询局域网内主机MAC地址，这篇来试试直接用Windows API函数来实现，最后再来探索用于IP,TCP,UDP等众多协议的网际校验和算法。
1，查询局域网主机MAC地址
#include <IPHlpApi.h>
#include <iostream>
using namespace std;
#pragma comment(lib,"Iphlpapi")
#pragma comment(lib,"Ws2_32")
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
MIB_IPADDRTABLE* pIPAddrTable = (MIB_IPADDRTABLE*)malloc(sizeof(MIB_IPADDRTABLE));
ULONG dwSize=0,dwRetVal=0;
if (GetIpAddrTable(pIPAddrTable,&dwSize,0)==ERROR_INSUFFICIENT_BUFFER)
{
free(pIPAddrTable);
pIPAddrTable = (MIB_IPADDRTABLE*)malloc(dwSize);
}
if ((dwRetVal=GetIpAddrTable(pIPAddrTable,&dwSize,0))==NO_ERROR)
{
ULONG ulHostIp = ntohl(pIPAddrTable->table[0].dwAddr); //本机IP
ULONG ulHostMask = ntohl(pIPAddrTable->table[0].dwMask); //子网掩码
for (ULONG i= 1;i<(~ulHostMask);++i)
{
static ULONG ulNo = 0;
HRESULT hr;
IPAddr ipAddr;
ULONG pulMac[2];
ULONG ulLen;
ipAddr = htonl(i+(ulHostIp&ulHostMask));
memset(pulMac,0xff,sizeof(pulMac));
ulLen = 6;
hr = SendARP(ipAddr,0,pulMac,&ulLen); //发送ARP请求
if (ulLen==6)
{
ulNo++;
PBYTE pbHexMax = (PBYTE)pulMac;
unsigned char * strIpAddr = (unsigned char *)(&ipAddr);
printf("%d:MAC地址% 02X:% 02X:% 02X:% 02X:% 02X:% 02X IP地址% d. % d. % d. % d\n",ulNo,pbHexMax[0],pbHexMax[1],pbHexMax[2],pbHexMax[3],pbHexMax[4],pbHexMax[5],strIpAddr[0],strIpAddr[1],strIpAddr[2],strIpAddr[3]);
}
}
}
else
{
printf("失败");
}
printf("结束!\n");
free(pIPAddrTable);
return 0;
}
#include <IPHlpApi.h>
#include <iostream>
using namespace std;
#pragma comment(lib,"Iphlpapi")
#pragma comment(lib,"Ws2_32")
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
PIP_ADAPTER_INFO pAdapterInfo;
PIP_ADAPTER_INFO pAdapter = NULL;
DWORD dwRetVal = 0;
pAdapterInfo = (IP_ADAPTER_INFO*)malloc(sizeof(IP_ADAPTER_INFO));
ULONG ulOutBufLen = sizeof(IP_ADAPTER_INFO);
dwRetVal = GetAdaptersInfo(pAdapterInfo,&ulOutBufLen);
if (dwRetVal==ERROR_BUFFER_OVERFLOW)
{
free(pAdapterInfo);
pAdapterInfo = (IP_ADAPTER_INFO*)malloc(ulOutBufLen);
dwRetVal = GetAdaptersInfo(pAdapterInfo,&ulOutBufLen);
}
if (dwRetVal==NO_ERROR)
{
pAdapter = pAdapterInfo;
while (pAdapter)
{
printf("适配器名称:\t% s\n",pAdapter->AdapterName);
printf("适配器描述信息:\t% s\n",pAdapter->Description);
printf("MAC地址:\t% 02X:% 02X:% 02X:% 02X:% 02X:% 02X\n",pAdapter->Address[0],pAdapter->Address[1],
pAdapter->Address[2],pAdapter->Address[3],pAdapter->Address[4],pAdapter->Address[5]);
printf("IP地址:\t% s\n",pAdapter->IpAddressList.IpAddress.String);
printf("子网掩码:\t% s\n",pAdapter->IpAddressList.IpMask.String);
printf("网关地址:\t% s\n",pAdapter->GatewayList.IpAddress.String);
if (pAdapter->DhcpEnabled)
{
printf("DHCP enabled: yes\n");
printf("DHCP服务器:\t% s\n",pAdapter->DhcpServer.IpAddress.String);
printf("租约:% ld\n",pAdapter->LeaseObtained);
}
else
{
printf("DHCP enabled:no\n");
}
if (pAdapter->HaveWins)
{
printf("Have Wins:Yes\n");
printf("Primary Wins Server:\t% s\n",pAdapter->PrimaryWinsServer.IpAddress.String);
printf("Secondary Server:\t% s\n",pAdapter->SecondaryWinsServer.IpAddress.String);
}
else
{
printf("Have Wins:No\n");
}
pAdapter = pAdapter->Next;
}
}
else
{
printf("失败\n");
}
return 0;
}
3，网际校验和(internet checksum)算法
IP，TCP,UDP等许多协议的头部都设置了校验和项，计算校验和的算法一般采用网际校验和算法，它将被校验的数据按16位进行划分（若数据字节长度为奇数，则在数据尾部补一个字节0），对每16位求反码和，然后再对和取反码。
#include<fstream>
using namespace std;
#include<winsock.h> // 本机字节序转换为网络字节序：htons
#pragma comment(lib, "WS2_32.LIB")
/**************************************************************************
* 计算给定数据的校验和
*
* 输入参数：
* pBuffer 指向需要校验的数据缓冲区
* nSize 需要校验的数据的大小，以字节为单位
*
* 返回值：
* 16位的校验结果
*
**************************************************************************/
unsigned short checksum_calculating(unsigned short *pBuffer, int nSize)
{
unsigned long dwCksum = 0; // 32位累加和
// 以两字节为单位反复累加
while(nSize > 1)
{
dwCksum += *pBuffer++;
nSize -= sizeof(unsigned short);
}
// 如果总字节数为奇数则加上最后一个字节
if (nSize)
{
dwCksum += *(unsigned char*) pBuffer;
}
// 将位累加和的高位与低位第一次相加
dwCksum = (dwCksum >> 16) + (dwCksum & 0xffff);
// 将上一步可能产生的高位进位再次与低位累加
dwCksum += (dwCksum >> 16);
// 返回位校验和
return (unsigned short) (~dwCksum);
}
int main(int argc, char * argv[])
{
// 创建输入文件流
ifstream fInfile;
fstream fOutfile; // 创建输出文件流
fInfile.open(argv[1], ios::in|ios::binary); // 以二进制方式打开指定的输入文件
fInfile.seekg(0, ios::end); // 把文件指针移到文件末尾
unsigned short wLen = (unsigned short)fInfile.tellg();// 取得输入文件的长度
fInfile.seekg(0, ios::beg); // 文件指针位置初始化
// 定义数据报缓冲区，缓冲区大小为+wLen ，其中为数据报类型字段、长度字段
// 以及校验和字段的长度和，wLen为数据字段长度，即输入文件长度（以字节为单位）
char * pBuf = new char[4 + wLen];
pBuf[0] = unsigned char(0xab); // 给数据报类型字段赋值，这里随便弄了个0Xab
pBuf[1] = unsigned char(wLen); // 给数据报长度字段赋值
*(unsigned short *)(pBuf + 2) = 0; // 计算校验和之前，校验和字段先置为0
fInfile.read(pBuf+4, wLen); // 根据输入文件填充数据报的数据字段
// 计算校验和并把结果填入到数据报的校验和字段
*(unsigned short *)(pBuf+2) = checksum_calculating((unsigned short *)pBuf,4+wLen);
// 输出校验和计算结果
cout.width(4);
cout << "校验和为：x" << hex << htons( *(unsigned short *)(pBuf+2) )
<< " (以网络顺序显示)"<< endl;
// 以二进制方式打开输出文件
fOutfile.open(argv[2],ios::in|ios::out|ios::binary|ios::trunc);
// 将pBuf中的数据报写入输出文件
fOutfile.write((char *)pBuf, wLen+4);
cout<< "数据报已成功保存在" << argv[2] << "文件中!" << endl;
delete [] pBuf; // 释放数据报缓冲区
fInfile.close(); // 关闭输入文件流
fOutfile.close(); // 关闭输出文件流
return 0;
}
