实验3ICMP协议实践ping解析.docx
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实验3ICMP协议实践ping解析
计算机网络实验上机指导书
专业
班级
学号
姓名
沈阳工程学院信息工程系
实验2ICMP协议实践--ping解析
一．实验目的
掌握ICMP原理，利用其实现网络主机状态测试。
二．实验内容
利用ICMP协议原理编程实现PING命令，测试目标主机是否可到达。
并了解Ping实现原理。
三．实验前的准备
●了解ICMP原理及相关概念。
●掌握相关软件编程知识。
四．实验要求及实验软硬件环境
【基本要求】
●设计程序完成PING命令。
●完成此项实验，完成实验报告。
【实验组织方式】
●个人实验
【实验条件】
●局域网环境下微机两台，编程软件。
五．实验步骤
.了解ICMP原理以及网络编程
（1）源程序：
Windows
//
//Ping.h
//
#pragmapack
（1）
#defineICMP_ECHOREPLY0
#defineICMP_ECHOREQ8
//IPHeader--RFC791
typedefstructtagIPHDR
{
u_charVIHL;//VersionandIHL
u_charTOS;//TypeOfService
shortTotLen;//TotalLength
shortID;//Identification
shortFlagOff;//FlagsandFragmentOffset
u_charTTL;//TimeToLive
u_charProtocol;//Protocol
u_shortChecksum;//Checksum
structin_addriaSrc;//InternetAddress-Source
structin_addriaDst;//InternetAddress-Destination
}IPHDR,*PIPHDR;
//ICMPHeader-RFC792
typedefstructtagICMPHDR
{
u_charType;//Type
u_charCode;//Code
u_shortChecksum;//Checksum
u_shortID;//Identification
u_shortSeq;//Sequence
charData;//Data
}ICMPHDR,*PICMPHDR;
#defineREQ_DATASIZE32//EchoRequestDatasize
//ICMPEchoRequest
typedefstructtagECHOREQUEST
{
ICMPHDRicmpHdr;
DWORDdwTime;
charcData[REQ_DATASIZE];
}ECHOREQUEST,*PECHOREQUEST;
//ICMPEchoReply
typedefstructtagECHOREPLY
{
IPHDRipHdr;
ECHOREQUESTechoRequest;
charcFiller[256];
}ECHOREPLY,*PECHOREPLY;
#pragmapack（）
//
//PING.C--PingprogramusingICMPandRAWSockets
//
#include
#include
#include
#include"ping.h"
//InternalFunctions
voidPing（LPCSTRpstrHost）;
voidReportError（LPCSTRpstrFrom）;
intWaitForEchoReply（SOCKETs）;
u_shortin_cksum（u_short*addr,intlen）;
//ICMPEchoRequest/Replyfunctions
intSendEchoRequest（SOCKET,LPSOCKADDR_IN）;
DWORDRecvEchoReply（SOCKET,LPSOCKADDR_IN,u_char*）;
//main（）
voidmain（intargc,char**argv）
{
WSADATAwsaData;
WORDwVersionRequested=MAKEWORD（1,1）;
intnRet;
//Checkarguments
if（argc!
=2）
{
fprintf（stderr,"\nUsage:
pinghostname\n"）;
return;
}
//InitWinSock
nRet=WSAStartup（wVersionRequested,&wsaData）;
if（nRet）
{
fprintf（stderr,"\nErrorinitializingWinSock\n"）;
return;
}
//Checkversion
if（wsaData.wVersion!
=wVersionRequested）
{
fprintf（stderr,"\nWinSockversionnotsupported\n"）;
return;
}
//Godotheping
Ping（argv[1]）;
//FreeWinSock
WSACleanup（）;
}
//Ping（）
//CallsSendEchoRequest（）and
//RecvEchoReply（）andprintsresults
voidPing（LPCSTRpstrHost）
{
SOCKETrawSocket;
LPHOSTENTlpHost;
structsockaddr_insaDest;
structsockaddr_insaSrc;
DWORDdwTimeSent;
DWORDdwElapsed;
u_charcTTL;
intnLoop;
intnRet;
//CreateaRawsocket
rawSocket=socket（AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_ICMP）;
if（rawSocket==SOCKET_ERROR）
{
ReportError（"socket（）"）;
return;
}
//Lookuphost
lpHost=gethostbyname（pstrHost）;
if（lpHost==NULL）
{
fprintf（stderr,"\nHostnotfound:
%s\n",pstrHost）;
return;
}
//Setupdestinationsocketaddress
saDest.sin_addr.s_addr=*（（u_longFAR*）（lpHost->h_addr））;
saDest.sin_family=AF_INET;
saDest.sin_port=0;
//Telltheuserwhatwe'redoing
printf（"\nPinging%s[%s]with%dbytesofdata:
\n",
pstrHost,
inet_ntoa（saDest.sin_addr）,
REQ_DATASIZE）;
//Pingmultipletimes
for（nLoop=0;nLoop<4;nLoop++）
{
//SendICMPechorequest
SendEchoRequest（rawSocket,&saDest）;
//Useselect（）towaitfordatatobereceived
nRet=WaitForEchoReply（rawSocket）;
if（nRet==SOCKET_ERROR）
{
ReportError（"select（）"）;
break;
}
if（!
nRet）
{
printf（"\nTimeOut"）;
break;
}
//Receivereply
dwTimeSent=RecvEchoReply（rawSocket,&saSrc,&cTTL）;
//Calculateelapsedtime
dwElapsed=GetTickCount（）-dwTimeSent;
printf（"\nReplyfrom:
%s:
bytes=%dtime=%ldmsTTL=%d",
inet_ntoa（saSrc.sin_addr）,
REQ_DATASIZE,
dwElapsed,
cTTL）;
}
printf（"\n"）;
nRet=closesocket（rawSocket）;
if（nRet==SOCKET_ERROR）
ReportError（"closesocket（）"）;
}
//SendEchoRequest（）
//Fillinechorequestheader
//andsendtodestination
intSendEchoRequest（SOCKETs,LPSOCKADDR_INlpstToAddr）
{
staticECHOREQUESTechoReq;
staticnId=1;
staticnSeq=1;
intnRet;
//Fillinechorequest
echoReq.icmpHdr.Type=ICMP_ECHOREQ;
echoReq.icmpHdr.Code=0;
echoReq.icmpHdr.Checksum=0;
echoReq.icmpHdr.ID=nId++;
echoReq.icmpHdr.Seq=nSeq++;
//Fillinsomedatatosend
for（nRet=0;nRetechoReq.cData[nRet]=''+nRet;
//Savetickcountwhensent
echoReq.dwTime=GetTickCount（）;
//Putdatainpacketandcomputechecksum
echoReq.icmpHdr.Checksum=in_cksum（（u_short*）&echoReq,sizeof（ECHOREQUEST））;
//Sendtheechorequest
nRet=sendto（s,/*socket*/
（LPSTR）&echoReq,/*buffer*/
sizeof（ECHOREQUEST）,
0,/*flags*/
（LPSOCKADDR）lpstToAddr,/*destination*/
sizeof（SOCKADDR_IN））;/*addresslength*/
if（nRet==SOCKET_ERROR）
ReportError（"sendto（）"）;
return（nRet）;
}
//RecvEchoReply（）
//Receiveincomingdata
//andparseoutfields
DWORDRecvEchoReply（SOCKETs,LPSOCKADDR_INlpsaFrom,u_char*pTTL）
{
ECHOREPLYechoReply;
intnRet;
intnAddrLen=sizeof（structsockaddr_in）;
//Receivetheechoreply
nRet=recvfrom（s,//socket
（LPSTR）&echoReply,//buffer
sizeof（ECHOREPLY）,//sizeofbuffer
0,//flags
（LPSOCKADDR）lpsaFrom,//Fromaddress
&nAddrLen）;//pointertoaddresslen
//Checkreturnvalue
if（nRet==SOCKET_ERROR）
ReportError（"recvfrom（）"）;
//returntimesentandIPTTL
*pTTL=echoReply.ipHdr.TTL;
return（echoReply.echoRequest.dwTime）;
}
//Whathappened?
voidReportError（LPCSTRpWhere）
{
fprintf（stderr,"\n%serror:
%d\n",
WSAGetLastError（））;
}
//WaitForEchoReply（）
//Useselect（）todeterminewhen
//dataiswaitingtoberead
intWaitForEchoReply（SOCKETs）
{
structtimevalTimeout;
fd_setreadfds;
readfds.fd_count=1;
readfds.fd_array[0]=s;
Timeout.tv_sec=5;
Timeout.tv_usec=0;
return（select（1,&readfds,NULL,NULL,&Timeout））;
}
//
//MikeMuuss'in_cksum（）function
//andhiscommentsfromtheoriginal
//pingprogram
//
//*Author-
//*MikeMuuss
//*U.S.ArmyBallisticResearchLaboratory
//*December,1983
/*
*IN_CKSUM
*
*ChecksumroutineforInternetProtocolfamilyheaders（CVersion）
*
*/
u_shortin_cksum（u_short*addr,intlen）
{
registerintnleft=len;
registeru_short*w=addr;
registeru_shortanswer;
registerintsum=0;
/*
*Ouralgorithmissimple,usinga32bitaccumulator（sum）,
*weaddsequential16bitwordstoit,andattheend,fold
*backallthecarrybitsfromthetop16bitsintothelower
*16bits.
*/
while（nleft>1）{
sum+=*w++;
nleft-=2;
}
/*mopupanoddbyte,ifnecessary*/
if（nleft==1）{
u_shortu=0;
*（u_char*）（&u）=*（u_char*）w;
sum+=u;
}
/*
*addbackcarryoutsfromtop16bitstolow16bits
*/
sum=（sum>>16）+（sum&0xffff）;/*addhi16tolow16*/
sum+=（sum>>16）;/*addcarry*/
answer=~sum;/*truncateto16bits*/
return（answer）;
}
实验结果如图6-1所示。
图6-1ping程序运行结果
（2）LINUX
/*简单的ping程序*/
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#definePACKET_SIZE4096
#defineMAX_WAIT_TIME5
#defineMAX_NO_PACKETS3
charsendpacket[PACKET_SIZE];
charrecvpacket[PACKET_SIZE];
intsockfd,datalen=56;
intnsend=0,nreceived=0;
structsockaddr_indest_addr;
pid_tpid;
structsockaddr_infrom;
structtimevaltvrecv;
voidstatistics（intsigno）;
unsignedshortcal_chksum（unsignedshort*addr,intlen）;
intpack（intpack_no）;
voidsend_packet（void）;
voidrecv_packet（void）;
intunpack（char*buf,intlen）;
voidtv_sub（structtimeval*out,structtimeval*in）;
voidstatistics（intsigno）
{printf（"\n--------------------PINGstatistics-------------------\n"）;
printf（"%dpacketstransmitted,%dreceived,%%%dlost\n",nsend,nreceived,
（nsend-nreceived）/nsend*100）;
close（sockfd）;
exit
（1）;
}
/*校验和算法*/
unsignedshortcal_chksum（unsignedshort*addr,intlen）
{intnleft=len;
intsum=0;
unsignedshort*w=addr;
unsignedshortanswer=0;
/*把ICMP报头二进制数据以2字节为单位累加起来*/
while（nleft>1）
{sum+=*w++;
nleft-=2;
}
/*若ICMP报头为奇数个字节，会剩下最后一字节。
把最后一个字节视为一个2字节数据的高字节，这个2字节数据的低字节为0，继续累加*/
if（nleft==1）
{*（unsignedchar*）（&answer）=*（unsignedchar*）w;
sum+=answer;
}
sum=（sum>>16）+（sum&0xffff）;
sum+=（sum>>16）;
answer=~sum;
returnanswer;
}
/*设置ICMP报头*/
intpack（intpack_no）
{inti,packsize;
structicmp*icmp;
structtimeval*tval;
icmp=（structicmp*）sendpacket;
icmp->icmp_type=ICMP_ECHO;
icmp->icmp_code=0;
icmp->icmp_cksum=0;
icmp->icmp_seq=pack_no;
icmp->icmp_id=pid;
packsize=8+datalen;
tval=（structtimeval*）icmp->icmp_data;
gettimeofday（tval,NULL）;/*记录发送时间*/
icmp->icmp_cksum=cal_chksum（（unsignedshort*）icmp,packsize）;/*校验算法*/
returnpacksize;
}
/*发送三个ICMP报文*/
voidsend_packet（）
{intpacketsize;
while（nsend{nsend++;
packetsize=pack（nsend）;/*设置ICMP报头*/
if（sendto（sockfd,sendpacket,packetsize,0,
（structsockaddr*）&dest_addr,sizeof（dest_addr））<0）
{perror（"sendtoerror"）;
continue;
}
sleep
（1）;/*每隔一秒发送一个ICMP报文*/
}
}
/*接收所有ICMP报文*/
voidrecv_packet（）
{intn,fromlen;
externinterrno;
signal（SIGALR
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