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该代码是一个使用 Tkinter 库制作的网络通信软件，通过图形界面（GUI）允许用户发送不同类型的网络报文（如 ICMP、UDP、TCP）。以下是逐行解释代码：
导入必要的库
import tkinter as tk
from tkinter import ttk, messagebox
import socket
import struct
import time
import uuid
import re
tkinter用于创建 GUI 界面。ttk提供更丰富的部件，如下拉框（Combobox）。messagebox用于显示消息框。socket用于创建网络连接。struct用于处理二进制数据的打包和解包（比如构造报文头）。time和uuid用于获取当前时间戳和生成唯一的 MAC 地址。re用于正则表达式操作，主要用于验证 IP 地址或域名的格式。
获取本机信息
def get_local_info():
hostname = socket.gethostname()
local_ips = socket.gethostbyname_ex(hostname)[-1]
mac = ':'.join(re.findall('..', '%012x' % uuid.getnode()))
return hostname, mac, local_ips
gethostname()获取当前计算机的主机名。gethostbyname_ex(hostname)返回主机名对应的 IP 地址列表，选择最后一个（所有可用的 IP 地址）。- 使用
uuid.getnode()获取 MAC 地址，使用正则表达式将其格式化为XX:XX:XX:XX:XX:XX的格式。
验证 IP 地址或域名
def validate_ip_or_domain(value):
ip_pattern = re.compile(r'^\d{1,3}(\.\d{1,3}){3}$')
domain_pattern = re.compile(r'^([a-zA-Z0-9-]+\.)+[a-zA-Z]{2,}$')
return ip_pattern.match(value) or domain_pattern.match(value)
- 使用正则表达式验证输入的值是否是有效的 IP 地址或域名。
验证端口号
def validate_port(port):
return port.isdigit() and 1 <= int(port) <= 65535
- 确保端口号是一个数字并在合法范围（1-65535）内。
构造 IP 头部
def construct_ip_header(src_ip, dest_ip, payload_length, protocol):
version = 4
ihl = 5
tos = 0
total_length = 20 + payload_length
identification = 54321
flags_offset = 0
ttl = 64
header_checksum = 0
src_ip_bytes = socket.inet_aton(src_ip)
dest_ip_bytes = socket.inet_aton(dest_ip)
ip_header = struct.pack('!BBHHHBBH4s4s',
(version << 4) + ihl, tos, total_length,
identification, flags_offset, ttl, protocol,
header_checksum, src_ip_bytes, dest_ip_bytes)
return ip_header
- 构造一个 IPv4 头部，使用
struct.pack()将数据打包为二进制格式。 socket.inet_aton()用于将 IP 地址转换为二进制格式。- 该函数生成一个标准的 IPv4 头部，包含源 IP、目的 IP 和协议类型等信息。
构造 ICMP 报文
def construct_icmp():
icmp_header = struct.pack('!BBHHH', 8, 0, 0, 1, 1)
data = b'Ping'
checksum = calculate_checksum(icmp_header + data)
icmp_header = struct.pack('!BBHHH', 8, 0, checksum, 1, 1)
return icmp_header + data
- ICMP 报文的类型为 8（Echo 请求）。
- 使用
struct.pack()构造 ICMP 头部，并计算校验和。 - 校验和通过
calculate_checksum()函数来计算，确保报文的完整性。
构造 UDP 报文
def construct_udp(src_port, dest_port):
udp_header = struct.pack('!HHHH', src_port, dest_port, 8, 0)
return udp_header
- 构造一个简单的 UDP 报文头，包含源端口、目标端口、长度和校验和。
构造 TCP 报文（SYN）
def construct_tcp(src_port, dest_port):
seq = 0
ack_seq = 0
offset = 5
reserved = 0
flags = 0b000010 # SYN flag
window = socket.htons(5840)
checksum = 0
urgent_ptr = 0
tcp_header = struct.pack('!HHLLBBHHH',
src_port, dest_port, seq, ack_seq,
(offset << 4) + reserved, flags, window,
checksum, urgent_ptr)
return tcp_header
- 构造 TCP 头部，设置 SYN 标志位以启动连接。
- 包含源端口、目标端口、序列号等信息。
计算校验和
def calculate_checksum(data):
checksum = 0
n = len(data)
for i in range(0, n - 1, 2):
chunk = (data[i] << 8) + data[i + 1]
checksum += chunk
if n % 2 == 1:
checksum += data[-1] << 8
checksum = (checksum >> 16) + (checksum & 0xFFFF)
checksum += (checksum >> 16)
return ~checksum & 0xFFFF
- 计算校验和，保证数据的完整性。
- 将数据按 2 字节分组求和，最终计算出一个 16 位的校验和。
发送报文
def send_packet():
try:
src_ip = ip_combobox.get()
dest_host = dest_entry.get()
dest_port = port_entry.get()
packet_type = var.get()
# 验证目标地址
if not validate_ip_or_domain(dest_host):
raise ValueError("目标地址无效，必须为有效的 IP 或域名")
# 验证端口号
if not validate_port(dest_port):
raise ValueError("端口号无效，必须是有效的正整数（1-65535）")
dest_ip = socket.gethostbyname(dest_host)
src_port = 12345
dest_port = int(dest_port)
# 构造报文并发送
if packet_type == "ICMP":
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_RAW, socket.IPPROTO_ICMP)
packet = construct_icmp()
elif packet_type == "UDP":
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
packet = construct_udp(src_port, dest_port)
elif packet_type == "TCP":
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.connect((dest_ip, dest_port))
packet = b"Hello, TCP!" # TCP 是面向连接的，这里发送简单的字符串
sock.sendall(packet)
sock.close()
result.set(f"TCP 连接成功，数据已发送！")
return # 结束函数
# 发送报文
sock.sendto(packet, (dest_ip, dest_port))
result.set(f"报文发送成功！类型: {packet_type}")
except socket.gaierror:
messagebox.showerror("网络错误", "无法解析目标地址，请检查输入的 IP 或域名是否正确。")
except socket.error as e:
messagebox.showerror("网络错误", f"网络错误: {e.strerror}")
except ValueError as e:
messagebox.showerror("输入错误", f"输入无效: {e}")
except Exception as e:
messagebox.showerror("未知错误", f"发送报文时发生未知错误: {e}")
- 根据用户选择的目标地址、端口号和报文类型，构造并发送相应的网络报文。
- 对地址和端口进行验证，若无误则根据选择的报文类型（ICMP、UDP、TCP）构造报文并发送。
- 如果是 TCP 报文，使用
socket.SOCK_STREAM进行连接并发送数据。 - 若发送成功，通过
messagebox.showerror()显示错误信息。
GUI 界面设计
window = tk.Tk()
window.title("网络通信软件")
- 创建一个 Tkinter 窗口，设置标题为“网络通信软件”。
hostname, mac, local_ips = get_local_info()
- 获取本机的主机名、MAC 地址和可用的 IP 地址。
tk.Label(window, text="本机信息:").grid(row=0, column=0)
info_text = tk.Text(window, height=4, width=40)
info_text.grid(row=0, column=1, columnspan=2)
info_text.insert(tk.END, f"主机名: {hostname}\nMAC 地址: {mac}\n可用 IP: {', '.join(local_ips)}")
info_text.config(state=tk.DISABLED)
- 显示本机的相关信息，如主机名、MAC 地址和可用 IP 地址。
tk.Label(window, text="本机 IP 地址:").grid(row=1, column=0)
ip_combobox = ttk.Combobox(window, values=local_ips)
ip_combobox.grid(row=1, column=1)
ip_combobox.current(0)
- 提供一个下拉框，显示本机的 IP 地址供用户选择。
tk.Label(window, text="目标地址:").grid(row=2, column=0)
dest_entry = tk.Entry(window)
dest_entry.grid(row=2, column=1)
- 提供一个文本框供用户输入目标地址。
tk.Label(window, text="目标端口:").grid(row=3, column=0)
port_entry = tk.Entry(window)
port_entry.grid(row=3, column=1)
- 提供一个文本框供用户输入目标端口。
tk.Label(window, text="报文类型:").grid(row=4, column=0)
var = tk.StringVar(value="ICMP")
tk.Radiobutton(window, text="ICMP", variable=var, value="ICMP").grid(row=4, column=1)
tk.Radiobutton(window, text="UDP", variable=var, value="UDP").grid(row=4, column=2)
tk.Radiobutton(window, text="TCP", variable=var, value="TCP").grid(row=4, column=3)
- 提供单选按钮供用户选择报文类型（ICMP、UDP、TCP）。
result = tk.StringVar()
tk.Label(window, textvariable=result).grid(row=6, column=0, columnspan=3)
- 显示报文发送结果。
tk.Button(window, text="发送报文", command=send_packet).grid(row=5, column=1)
- 创建一个按钮，点击后调用
send_packet()函数发送报文。
window.mainloop()
- 启动 GUI 窗口的主循环，使窗口保持显示状态。