【得捷电子Follow me第4期】基础任务一：静态IP配置、Ping、抓包分析

zygalaxy

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本帖最后由 zygalaxy 于 2024-2-22 12:56 编辑

基础任务一：完成主控板W5500初始化(静态IP配置)，并能使用局域网电脑ping通，同时W5500可以ping通互联网站点；通过抓包软件(Wireshark、Sniffer等)抓取本地PC的ping报文，展示并分析。

首先安装网络模块的库

一、静态IP配置

Ethernet库安装完成，可以编写代码来进行静态IP、DNS服务器、网关、子网掩码的设置了，除此以外还可以使用DHCP进行动态的 IP 的获取

设置静态 IP 代码如下：

// #include <SPI.h>
#include <Ethernet.h>

// 网卡mac地址
byte mac[] = { 0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED };

// 静态ip地址、DNS服务、网关、子网掩码
IPAddress ip(192, 168, 0, 122);
IPAddress myDns(192, 168, 1, 1);
IPAddress gateway(192, 168, 1, 1);
IPAddress subnet(255, 255, 255, 0);

//为了能 ping通，选择创建一个http服务
EthernetServer server(80);

void setup() {
  // 配置串口
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial) {
    ;  // 等待串口连接
  }
  //使用 CSPIN来初始化网卡
  // You can use Ethernet.init(pin) to configure the CS pin
  //Ethernet.init(10);  // Most Arduino shields
  //Ethernet.init(5);   // MKR ETH Shield
  //Ethernet.init(0);   // Teensy 2.0
  //Ethernet.init(20);  // Teensy++ 2.0
  //Ethernet.init(15);  // ESP8266 with Adafruit FeatherWing Ethernet
  //Ethernet.init(33);  // ESP32 with Adafruit FeatherWing Ethernet

  // Ethernet.init(17);

  // 静态IP设置
  Serial.println("Ethernet Begin");
  Ethernet.begin(mac, ip, myDns, gateway, subnet);

  //启动服务
  server.begin();
  // 输出网卡mac地址、IP地址、子网掩码、DNS、网关
  Serial.print("My Mac address: ");
  byte macBuffer[6];               // 设置mac地址存储buff
  Ethernet.MACAddress(macBuffer);  // 读取mac地址
  for (byte octet = 0; octet < 6; octet++) {
    Serial.print(macBuffer[octet], HEX);
    if (octet < 5) {
      Serial.print('-');
    }
  }
  Serial.println("");

  Serial.print("My IP address: ");
  Serial.println(Ethernet.localIP());

  Serial.print("My subnet: ");
  Serial.println(Ethernet.subnetMask());

  Serial.print("My DNS address: ");
  Serial.println(Ethernet.dnsServerIP());

  Serial.print("My GateWay address: ");
  Serial.println(Ethernet.gatewayIP());
}

void loop() {
 
}

上传上述代码到到开发板，串口输出如下：

为了使局域网电脑ping通W5500，所以使用EthernetServer server(80);手动创建一个 http 服务，并在 setup 函数中使用server.begin();启动服务

此时可以在电脑上，Ping通开发板的IP地址，得到如下结果：

二、ping 通互联网站点

在这开始之前需要安装一个 ICMP 的库用来使用 ping 功能，选择红框内的选项，点击下载

链接已隐藏，如需查看请登录或者注册

需要手动安装这个库，我是 Mac 系统，可以点击访达按钮进入 arduino 的libraries，将解压后的文件夹放入即可

1、点击访达

2、选择前往文件

3、输入这个地址

4、选择 arduino

5、进入选择 libraries 里面

6、拖动解压后的压缩包到这个目录即可完成安装

接下来进入正题：

要Ping通互联网站点前提就是解析域名为 IP 地址，因为网站都是使用域名的，这个时候就需要使用 DNS 来进行域名解析

Ethernet 库自带了 dns 解析库，只需要在代码种中引用即可

// DNS
#include <Dns.h>

然后在上面的代码中结合使用即可

//#include <SPI.h>
#include <Ethernet.h>
// DNS
#include <Dns.h>
// 网卡mac地址
byte mac[] = { 0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED };

// 静态ip地址、DNS服务、网关、子网掩码
IPAddress ip(192, 168, 0, 122);
IPAddress myDns(192, 168, 0, 1);
IPAddress gateway(192, 168, 0, 1);
IPAddress subnet(255, 255, 255, 0);



// 创建 DNS服务
DNSClient dnClient;

// 定义DNS解析用的ip
IPAddress dstip;

void setup() {
  // 配置串口
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial) {
    ;  // 等待串口连接
  }
  //使用 CSPIN来初始化网卡
  // You can use Ethernet.init(pin) to configure the CS pin
  //Ethernet.init(10);  // Most Arduino shields
  //Ethernet.init(5);   // MKR ETH Shield
  //Ethernet.init(0);   // Teensy 2.0
  //Ethernet.init(20);  // Teensy++ 2.0
  //Ethernet.init(15);  // ESP8266 with Adafruit FeatherWing Ethernet
  //Ethernet.init(33);  // ESP32 with Adafruit FeatherWing Ethernet

  Ethernet.init(17);

  // 静态IP设置
  Serial.println("Ethernet Begin");
  Ethernet.begin(mac, ip, myDns, gateway, subnet);


  // 输出网卡mac地址、IP地址、子网掩码、DNS、网关
  Serial.print("My Mac address: ");
  byte macBuffer[6];               // 设置mac地址存储buff
  Ethernet.MACAddress(macBuffer);  // 读取mac地址
  for (byte octet = 0; octet < 6; octet++) {
    Serial.print(macBuffer[octet], HEX);
    if (octet < 5) {
      Serial.print('-');
    }
  }
  Serial.println("");

  Serial.print("My IP address: ");
  Serial.println(Ethernet.localIP());

  Serial.print("My subnet: ");
  Serial.println(Ethernet.subnetMask());

  Serial.print("My DNS address: ");
  Serial.println(Ethernet.dnsServerIP());

  Serial.print("My GateWay address: ");
  Serial.println(Ethernet.gatewayIP());

  dnClient.begin(Ethernet.dnsServerIP());

  const char domains[] = "www.eeworld.com.cn";
    if (dnClient.getHostByName(domains, dstip) == 1) {
    Serial.print(domains);
    Serial.print(" = ");
    Serial.println(dstip);
  }
  else Serial.println(F("dns lookup failed"));
}

void loop() {
 
}

上传代码就可以看到串口已经打印相关信息了

然后根据之前安装的 ping库的示例魔改即可

#include <SPI.h>         
#include <Ethernet.h>
#include <EthernetICMP.h>

byte mac[] = {0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED}; // max address for ethernet shield
byte ip[] = {192,168,2,177}; // ip address for ethernet shield
IPAddress pingAddr(1,1,1,1); // ip address to ping

SOCKET pingSocket = 0;

char buffer [256];
EthernetICMPPing ping(pingSocket, (uint16_t)random(0, 255));

void setup() 
{
  // start Ethernet
  Ethernet.begin(mac, ip);
  Serial.begin(9600);
}

void loop()
{
  EthernetICMPEchoReply echoReply = ping(pingAddr, 4);
  if (echoReply.status == SUCCESS)
  {
    sprintf(buffer,
            "Reply[%d] from: %d.%d.%d.%d: bytes=%d time=%ldms TTL=%d",
            echoReply.data.seq,
            echoReply.addr[0],
            echoReply.addr[1],
            echoReply.addr[2],
            echoReply.addr[3],
            REQ_DATASIZE,
            millis() - echoReply.data.time,
            echoReply.ttl);
  }
  else
  {
    sprintf(buffer, "Echo request failed; %d", echoReply.status);
  }
  Serial.println(buffer);
  delay(500);
}

最终ping通互联网站点代码如下：

//#include <SPI.h>
#include <Ethernet.h>
// DNS
#include <Dns.h>

#include <EthernetICMP.h>
// 网卡mac地址
byte mac[] = { 0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED };


// 创建 DNS服务
DNSClient dnClient;

// 定义DNS解析用的ip
IPAddress dstip;
// 静态ip地址、DNS服务、网关、子网掩码
IPAddress ip(192, 168, 0, 122);
IPAddress myDns(192, 168, 0, 1);
IPAddress gateway(192, 168, 0, 1);
IPAddress subnet(255, 255, 255, 0);

SOCKET pingSocket = 0;

char buffer[256];
EthernetICMPPing ping(pingSocket, (uint16_t)random(0, 255));

void setup() {
  // 配置串口
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial) {
    ;  // 等待串口连接
  }
  //使用 CSPIN来初始化网卡
  // You can use Ethernet.init(pin) to configure the CS pin
  //Ethernet.init(10);  // Most Arduino shields
  //Ethernet.init(5);   // MKR ETH Shield
  //Ethernet.init(0);   // Teensy 2.0
  //Ethernet.init(20);  // Teensy++ 2.0
  //Ethernet.init(15);  // ESP8266 with Adafruit FeatherWing Ethernet
  //Ethernet.init(33);  // ESP32 with Adafruit FeatherWing Ethernet

  Ethernet.init(17);

  // 静态IP设置
  Serial.println("Ethernet Begin");
  Ethernet.begin(mac, ip, myDns, gateway, subnet);


  // 输出网卡mac地址、IP地址、子网掩码、DNS、网关
  Serial.print("My Mac address: ");
  byte macBuffer[6];               // 设置mac地址存储buff
  Ethernet.MACAddress(macBuffer);  // 读取mac地址
  for (byte octet = 0; octet < 6; octet++) {
    Serial.print(macBuffer[octet], HEX);
    if (octet < 5) {
      Serial.print('-');
    }
  }
  Serial.println("");

  Serial.print("My IP address: ");
  Serial.println(Ethernet.localIP());

  Serial.print("My subnet: ");
  Serial.println(Ethernet.subnetMask());

  Serial.print("My DNS address: ");
  Serial.println(Ethernet.dnsServerIP());

  Serial.print("My GateWay address: ");
  Serial.println(Ethernet.gatewayIP());

  dnClient.begin(Ethernet.dnsServerIP());

  const char domains[] = "www.eeworld.com.cn";
    if (dnClient.getHostByName(domains, dstip) == 1) {
    Serial.print(domains);
    Serial.print(" = ");
    Serial.println(dstip);
  }
  else Serial.println(F("dns lookup failed"));

  
}

void loop() {
  EthernetICMPEchoReply echoReply = ping(dstip, 4);
  if (echoReply.status == SUCCESS)
  {
    sprintf(buffer,
            "Reply[%d] from: %d.%d.%d.%d: bytes=%d time=%ldms TTL=%d",
            echoReply.data.seq,
            echoReply.addr[0],
            echoReply.addr[1],
            echoReply.addr[2],
            echoReply.addr[3],
            REQ_DATASIZE,
            millis() - echoReply.data.time,
            echoReply.ttl);
  }
  else
  {
    sprintf(buffer, "Echo request failed; %d", echoReply.status);
  }
  Serial.println(buffer);
  delay(500);
}

上传代码后串口显示如下：

三、抓包分析

使用Wireshark 进行抓包分析

使用 bing 搜索下载即可

下载安装完成后打开软件，由于我是有线网卡，所以选择第一个即可

默认情况下Wireshark抓取所有的数据，为了精确查看，可以在输入框输入以下字符，然后点击右侧箭头进行应用进行过滤

ip.dst==192.168.0.122 and ip.src==192.168.0.114

过滤后的数据如下

点击一条即可查看相关的信息

其中包括协议Protocol以及原地址目标地址等信息

四、总结

此任务完成了W5500_Evb_Pico静态IP配置、Ping、抓包分析，为后续完成其他任务打下了基础。