远程监控的原理和实现如何用c语言实现

远程监控的原理和实现如何用c语言实现,第1张

以人工气候室远程监控系统为例2.1通信接口-----套接字的创建本文所要实现的是对一个小型人工气候室的远程监控,在异地或同一个局域网范围内,可以不必亲临现场就可以观测到人工气候室当前的温度状况和运行中的温度曲线,由于在远端只是需要查询和观察,因此只要处理好现场监控计算机和远端客户机之间的通信和数据传输就可以了。这样不用占用现场计算机的CPU处理时间,从而能节省资源以便做更多的处理现场的工作。和远端服务器的连接可以分为以下几个过程:(1) 服务进程总是先于客户进程启动,服务进程首先创造套接字。(2) 将本地地址绑定到所创建的套接字上以使在网络上标识该套接字。 (3) 将套接字置于监听模式并准备接受连接请求。(4) 客户端创建套接字,调用SOCKET函数,方法同上。(5) 客户向服务器提出连接请求。(6) 当请求到来时,被阻塞服务进程的accept()函数如(3)中所述生成一个新的套接字与客户端建立连接,并向客户端返回接收信号。(7) 一旦客户机的套接字收到来自服务器的接收信号,则表示客户机与服务器的连接已就绪,则可以进行数据传输了。(8) 关闭套接字。一旦任务完成,就必须关掉连接已释放套接字占用的资源。创建连接的服务器端和客户端代码简述如下:服务器端:void CServerView::OnStart ()

{ Started=TRUE;

m_Start.EnableWindow(!Started);

try

{ g_sListen.Create(6802,SOCK_DGRAM,NULL);

g_sListen.Bind(6802,m_IP);//,6802为端口号,m_IP为服务器端IP地址

g_sListen.Listen();

((CServerDoc*)GetDocument())->g_pchatListen=new CChatLsnSock(

(CAnyServerDoc*)GetDocument());

CChatLsnSock* g_pchatListen=((CAnyServerDoc*)GetDocument())->g_pchatListen;

g_pchatListen->Create(9999,SOCK_STREAM);//侦听聊天室连接套接字创建

g_pchatListen->Listen();

GetDlgItem(IDC_RESPONSE)->SetWindowText("开始对客户端服务!");

}

服务端开启后的运行界面如图1所示。

客户端:

void CClientView::OnClientStart()

{m_sockRecv.Create(6801,SOCK_DGRAM,m_ClientIP)//6801为端口号,m_ClientIP为客户端IP<br>m_sockRecv.Bind(6801,m_ClientIP);<br>m_timer1=SetTimer(1,1000,NULL);<br>m_timer2=SetTimer(2,250,NULL);<br>GetLocalTime(&SysTime);<br>m_StartTime=SysTime;<br>m_WavePlay.SetStartTime(SysTime.wYear,SysTime.wMonth,SysTime.wDay,SysTime.wHour,SysTime.wMinute,SysTime.wSecond);//画出曲线初始时间<br>this->m_CurrentSysTime.SetFocus();<br>}

2.2网络中的数据传输与监控实现基于网络的远程控制和测量应用中,一般数据传输采用二进制格式是主丛式,在人工气候室的远程监控系统中,通信双方需要传输的数据流量少,下位机一般是微控制器等嵌入式系统,数据处理能力较慢,通信双方也不必保持紧密联系,因此大多采用UDP协议,基于点对点的方式,双方通信的数据可靠性可以通过定义数据表示格式来保证。另外采用把通过网络传输过来的数据在客户端用曲线的形式重画显示,用了一个本人自做的一个ActiveX控件来显示接收的数据,在数据传输过程中存在的滞后时间很短,可以忽略不计。在设备运行时,服务器端的状态一直保持开启,测温元件把测量到的温度值传入到控制微机,同时通过网络传到远程客户端,远程连接通过输入服务器端的IP地址,输入指定的用户名和密码,就可以连接上,从而就实现了远程监控。建立连接后客户端就可以接收发送过来的温度值且用曲线形式显示出来:void CClientView::OnDataReceive()

{

extern CListBox* pmyListBox;

char szTempRecv[20];

CString szIP(m_IP);//得到服务器端的IP

UINT uPort=6802;//指出端口

int iTempRecv=m_sockRecv.ReceiveFrom(szRecv,10,szIP,uPort,0);

szRecv[iRecv]='\0';

m_szRecv=szTempRecv;

m_listBox.AddString((LPCTSTR)m_szRecv);

int nCount=m_listBox.GetCount();

if (nCount >0)

m_listBox.SetCurSel(nCount-1);

GetLocalTime(&SystemTime);

m_NowTime=SystemTime;

CString strSysTime;

strSysTime.Format(_T("%d-%d-%d %d:%d:%d"),SystemTime.wYear,SystemTime.wMonth,SystemTime.wDay,SystemTime.wHour,SystemTime.wMinute,SystemTime.wSecond);

UpdateData(FALSE);

CurABSTime=(m_NowTime-m_StartTime).GetTotalSeconds();

m_WavePlay.SetPoint2(CurABSTime,atoi(m_szRecv));//用自做ActiveX控件画出温度曲线

完成后通过远程登录看到的运行界面

Windows2000在TCP/IP协议组件上做了很多改进,功能也有增强。比如在协议栈上的调整,增大了默认窗口大小,以及高延迟链接新算法。同时在安全性上,可应用IPSec加强安全性,比NT下有不少的改进。

Microsoft TCP/IP 组件包含“核心协议”、“服务”及两者之间的“接口”。传输驱动程序接口 (TDI) 与网络设备接口规范 (NDIS) 是公用的。 此外,还有许多用户模型应用程序的更高级接口。最常用的接口是 Windows Sockets、远程过程调用 (RPC) 和 NetBIOS。

Windows Sockets 是一个编程接口,它是在加州大学伯克利分校开发的套接字接口的基础上定义的。它包括了一组扩展件,以充分利用 Microsoft Windows 消息驱动的特点。规范的 1.1 版是在 1993 年 1 月发行的,2.2.0 版在 1996 年 5 月发行。Windows 2000 支持 Winsock 2.2 版。在Winsock2中,支持多个传输协议的原始套接字,重叠I/O模型、服务质量控制等。

这里介绍Windows Sockets的一些关于原始套接字(Raw Socket)的编程。同Winsock1相比,最明显的就是支持了Raw Socket套接字类型,通过原始套接字,我们可以更加自如地控制Windows下的多种协议,而且能够对网络底层的传输机制进行控制。

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:

s = WSASoccket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_IP,NULL,0,WSA_FLAG_OVERLAPPED)

这里,我们设置了SOCK_RAW标志,表示我们声明的是一个原始套接字类型。创建原始套接字后,IP头就会包含在接收的数据中,如果我们设定 IP_HDRINCL 选项,那么,就需要自己来构造IP头。注意,如果设置IP_HDRINCL 选项,那么必须具有 administrator权限,要不就必须修改注册表:

HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Services\Afd\Parameter\

修改键:DisableRawSecurity(类型为DWORD),把值修改为 1。如果没有,就添加。

BOOL blnFlag=TRUE

setsockopt(sock, IPPROTO_IP, IP_HDRINCL, (char *)&blnFlag, sizeof(blnFlag)

对于原始套接字在接收数据报的时候,要注意这么几点:

1、如果接收的数据报中协议类型和定义的原始套接字匹配,那么,接收的所有数据就拷贝到套接字中。

2、如果绑定了本地地址,那么只有接收数据IP头中对应的远端地址匹配,接收的数据就拷贝到套接字中。

3、如果定义的是外部地址,比如使用connect(),那么,只有接收数据IP头中对应的源地址匹配,接收的数据就拷贝到套接字中。

2、构造IP头和TCP头

这里,提供IP头和TCP头的结构:

// Standard TCP flags

#define URG 0x20

#define ACK 0x10

#define PSH 0x08

#define RST 0x04

#define SYN 0x02

#define FIN 0x01

typedef struct _iphdr //定义IP首部

{

unsigned char h_lenver//4位首部长度+4位IP版本号

unsigned char tos//8位服务类型TOS

unsigned short total_len//16位总长度(字节)

unsigned short ident//16位标识

unsigned short frag_and_flags//3位标志位

unsigned char ttl//8位生存时间 TTL

unsigned char proto//8位协议 (TCP, UDP 或其他)

unsigned short checksum//16位IP首部校验和

unsigned int sourceIP//32位源IP地址

unsigned int destIP//32位目的IP地址

}IP_HEADER

typedef struct psd_hdr //定义TCP伪首部

{

unsigned long saddr//源地址

unsigned long daddr//目的地址

char mbz

char ptcl//协议类型

unsigned short 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

unsigned int th_seq//32位序列号

unsigned int th_ack//32位确认号

unsigned char th_lenres //4位首部长度/6位保留字

unsigned char 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

TCP伪首部并不是真正存在的,只是用于计算检验和。校验和函数:

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)

}

当需要自己填充IP头部和TCP头部的时候,就同时需要自己计算他们的检验和。

3、发送原始套接字数据报

填充这些头部稍微麻烦点,发送就相对简单多了。只需要使用sendto()就OK。

sendto(sock, (char*)&tcpHeader, sizeof(tcpHeader), 0, (sockaddr*)&addr_in,sizeof(addr_in))

下面是一个示例程序,可以作为SYN扫描的一部分。

#include <stdio.h>

#include <winsock2.h>

#include <ws2tcpip.h>

#define SOURCE_PORT 7234

#define MAX_RECEIVEBYTE 255

typedef struct ip_hdr //定义IP首部

{

unsigned char h_verlen//4位首部长度,4位IP版本号

unsigned char tos//8位服务类型TOS

unsigned short total_len//16位总长度(字节)

unsigned short ident//16位标识

unsigned short frag_and_flags//3位标志位

unsigned char ttl//8位生存时间 TTL

unsigned char proto//8位协议 (TCP, UDP 或其他)

unsigned short checksum//16位IP首部校验和

unsigned int sourceIP//32位源IP地址

unsigned int destIP//32位目的IP地址

}IPHEADER

typedef struct tsd_hdr //定义TCP伪首部

{

unsigned long saddr//源地址

unsigned long daddr//目的地址

char mbz

char ptcl//协议类型

unsigned short tcpl//TCP长度

}PSDHEADER

typedef struct tcp_hdr //定义TCP首部

{

USHORT th_sport//16位源端口

USHORT th_dport//16位目的端口

unsigned int th_seq//32位序列号

unsigned int th_ack//32位确认号

unsigned char th_lenres//4位首部长度/6位保留字

unsigned char 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

}TCPHEADER

//CheckSum:计算校验和的子函数

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)

}

void useage()

{

printf("******************************************\n")

printf("TCPPing\n")

printf("\t Written by Refdom\n")

printf("\t Email: refdom@263.net\n")

printf("Useage: TCPPing.exe Target_ip Target_port \n")

printf("*******************************************\n")

}

int main(int argc, char* argv[])

{

WSADATA WSAData

SOCKET sock

SOCKADDR_IN addr_in

IPHEADER ipHeader

TCPHEADER tcpHeader

PSDHEADER psdHeader

char szSendBuf[60]={0}

BOOL flag

int rect,nTimeOver

useage()

if (argc!= 3)

{ return false}

if (WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &WSAData)!=0)

{

printf("WSAStartup Error!\n")

return false

}

if ((sock=WSASocket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_RAW,NULL,0,WSA_FLAG_OVERLAPPED))==INVALID_SOCKET)

{

printf("Socket Setup Error!\n")

return false

}

flag=true

if (setsockopt(sock,IPPROTO_IP, IP_HDRINCL,(char *)&flag,sizeof(flag))==SOCKET_ERROR)

{

printf("setsockopt IP_HDRINCL error!\n")

return false

}

nTimeOver=1000

if (setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO, (char*)&nTimeOver, sizeof(nTimeOver))==SOCKET_ERROR)

{

printf("setsockopt SO_SNDTIMEO error!\n")

return false

}

addr_in.sin_family=AF_INET

addr_in.sin_port=htons(atoi(argv[2]))

addr_in.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr(argv[1])

//

//

//填充IP首部

ipHeader.h_verlen=(4<<4 | sizeof(ipHeader)/sizeof(unsigned long))

// ipHeader.tos=0

ipHeader.total_len=htons(sizeof(ipHeader)+sizeof(tcpHeader))

ipHeader.ident=1

ipHeader.frag_and_flags=0

ipHeader.ttl=128

ipHeader.proto=IPPROTO_TCP

ipHeader.checksum=0

ipHeader.sourceIP=inet_addr("本地地址")

ipHeader.destIP=inet_addr(argv[1])

//填充TCP首部

tcpHeader.th_dport=htons(atoi(argv[2]))

tcpHeader.th_sport=htons(SOURCE_PORT)//源端口号

tcpHeader.th_seq=htonl(0x12345678)

tcpHeader.th_ack=0

tcpHeader.th_lenres=(sizeof(tcpHeader)/4<<4|0)

tcpHeader.th_flag=2//修改这里来实现不同的标志位探测,2是SYN,1是FIN,16是ACK探测 等等

tcpHeader.th_win=htons(512)

tcpHeader.th_urp=0

tcpHeader.th_sum=0

psdHeader.saddr=ipHeader.sourceIP

psdHeader.daddr=ipHeader.destIP

psdHeader.mbz=0

psdHeader.ptcl=IPPROTO_TCP

psdHeader.tcpl=htons(sizeof(tcpHeader))

//计算校验和

memcpy(szSendBuf, &psdHeader, sizeof(psdHeader))

memcpy(szSendBuf+sizeof(psdHeader), &tcpHeader, sizeof(tcpHeader))

tcpHeader.th_sum=checksum((USHORT *)szSendBuf,sizeof(psdHeader)+sizeof(tcpHeader))

memcpy(szSendBuf, &ipHeader, sizeof(ipHeader))

memcpy(szSendBuf+sizeof(ipHeader), &tcpHeader, sizeof(tcpHeader))

memset(szSendBuf+sizeof(ipHeader)+sizeof(tcpHeader), 0, 4)

ipHeader.checksum=checksum((USHORT *)szSendBuf, sizeof(ipHeader)+sizeof(tcpHeader))

memcpy(szSendBuf, &ipHeader, sizeof(ipHeader))

rect=sendto(sock, szSendBuf, sizeof(ipHeader)+sizeof(tcpHeader),

0, (struct sockaddr*)&addr_in, sizeof(addr_in))

if (rect==SOCKET_ERROR)

{

printf("send error!:%d\n",WSAGetLastError())

return false

}

else

printf("send ok!\n")

closesocket(sock)

WSACleanup()

return 0

}

4、接收数据

和发送原始套接字数据相比,接收就比较麻烦了。因为在WIN我们不能用recv()来接收raw socket上的数据,这是因为,所有的IP包都是先递交给系统核心,然后再传输到用户程序,当发送一个raws socket包的时候(比如syn),核心并不知道,也没有这个数据被发送或者连接建立的记录,因此,当远端主机回应的时候,系统核心就把这些包都全部丢掉,从而到不了应用程序上。所以,就不能简单地使用接收函数来接收这些数据报。

要达到接收数据的目的,就必须采用嗅探,接收所有通过的数据包,然后进行筛选,留下符合我们需要的。可以再定义一个原始套接字,用来完成接收数据的任务,需要设置SIO_RCVALL,表示接收所有的数据。

SOCKET sniffersock

sniffsock = WSASocket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_IP, NULL, 0, WSA_FLAG_OVERLAPPED)

DWORD lpvBuffer = 1

DWORD lpcbBytesReturned = 0

WSAIoctl(sniffersock, SIO_RCVALL, &lpvBuffer, sizeof(lpvBuffer), NULL, 0, &lpcbBytesReturned, NULL, NULL)

创建一个用于接收数据的原始套接字,我们可以用接收函数来接收数据包了。然后在使用一个过滤函数达到筛选的目的,接收我们需要的数据包。

如果在XP以上的 *** 作系统,微软封杀了Raw Soccket,只能用wincpap之类的开发包了。

结束当前进程或程序的话,只需要调用exit函数。

如果需要结束非当前进程的其它进程则一般需要借助 *** 作系统提供的系统函数。

如在windows *** 作系统中可以调用TerminateProcess来结束某进程。

在linux *** 作系统中可以调用Kill来结束某进程!


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