用C语言实现Ping程序Word格式文档下载.docx

1、 #if _BYTE_ORDER = _LITTLE_ENDIAN unsigned int ip_hl:4; /* header length */ unsigned int ip_v: /* version */#endif#if _BYTE_ORDER = _BIG_ENDIAN u_int8_t ip_tos; /* type of service */ u_short ip_len; /* total length */ u_short ip_id; /* identification */ u_short ip_off; /* fragment offset field */#de

2、fine IP_RF 0x8000 /* reserved fragment flag */#define IP_DF 0x4000 /* dont fragment flag */#define IP_MF 0x2000 /* more fragments flag */#define IP_OFFMASK 0x1fff /* mask for fragmenting bits */ u_int8_t ip_ttl; /* time to live */ u_int8_t ip_p; /* protocol */ u_short ip_sum; /* checksum */ struct i

3、n_addr ip_src, ip_dst; /* source and dest address */ ;其中ping程序只使用以下数据： IP报头长度IHL（Internet Header Length）?D?D以字节为一个单位来记录IP报头的长度，是上述IP数据结构的ip_hl变量。 生存时间TTL（Time To Live）?D以秒为单位，指出IP数据报能在网络上停留的最长时间，其值由发送方设定，并在经过路由的每一个节点时减一，当该值为时，数据报将被丢弃，是上述IP数据结构的ip_ttl变量。回页首ICMP报头格式ICMP报文分为两种，一是错误报告报文，二是查询报文。每个ICMP报头均

4、包含类型、编码和校验和这三项内容，长度为位，位和位，其余选项则随ICMP的功能不同而不同。Ping命令只使用众多ICMP报文中的两种：请求回送（ICMP_ECHO）和请求回应（ICMP_ECHOREPLY）。在Linux中定义如下：#define ICMP_ECHO 0#define ICMP_ECHOREPLY 8这两种ICMP类型报头格式如下：在Linux中ICMP数据结构（struct icmp u_int8_t icmp_type; /* type of message, see below */ u_int8_t icmp_code; /* type sub code */ u_in

5、t16_t icmp_cksum; /* ones complement checksum of struct */ union u_char ih_pptr; /* ICMP_PARAMPROB */ struct in_addr ih_gwaddr; /* gateway address */ struct ih_idseq /* echo datagram */ u_int16_t icd_id; u_int16_t icd_seq; ih_idseq; u_int32_t ih_void; /* ICMP_UNREACH_NEEDFRAG - Path MTU Discovery （R

6、FC1191） */ struct ih_pmtu u_int16_t ipm_void; u_int16_t ipm_nextmtu; ih_pmtu; struct ih_rtradv u_int8_t irt_num_addrs; u_int8_t irt_wpa; u_int16_t irt_lifetime; ih_rtradv; icmp_hun;#define icmp_pptr icmp_hun.ih_pptr#define icmp_gwaddr icmp_hun.ih_gwaddr#define icmp_id icmp_hun.ih_idseq.icd_id#define

7、 icmp_seq icmp_hun.ih_idseq.icd_seq#define icmp_void icmp_hun.ih_void#define icmp_pmvoid icmp_hun.ih_pmtu.ipm_void#define icmp_nextmtu icmp_hun.ih_pmtu.ipm_nextmtu#define icmp_num_addrs icmp_hun.ih_rtradv.irt_num_addrs#define icmp_wpa icmp_hun.ih_rtradv.irt_wpa#define icmp_lifetime icmp_hun.ih_rtrad

8、v.irt_lifetime struct u_int32_t its_otime; u_int32_t its_rtime; u_int32_t its_ttime; id_ts; struct ip idi_ip; /* options and then 64 bits of data */ id_ip; struct icmp_ra_addr id_radv; u_int32_t id_mask; u_int8_t id_data1; icmp_dun;#define icmp_otime icmp_dun.id_ts.its_otime#define icmp_rtime icmp_d

9、un.id_ts.its_rtime#define icmp_ttime icmp_dun.id_ts.its_ttime#define icmp_ip icmp_dun.id_ip.idi_ip#define icmp_radv icmp_dun.id_radv#define icmp_mask icmp_dun.id_mask#define icmp_data icmp_dun.id_data;使用宏定义令表达更简洁,其中ICMP报头为字节,数据报长度最大为64K字节。1. 校 验和算法?D这一算法称为网际校验和算法，把被校验的数据位进行累加，然后取反码，若数据字节长度为奇数，则数据尾部补

10、一个字节的以凑成偶数。 此算法适用于IPv4、ICMPv4、IGMPV4、ICMPv6、UDP和TCP校验和，更详细的信息请参考RFC1071，校验和字段为上述ICMP 数据结构的icmp_cksum变量。2. 标识符?D用于唯一标识ICMP报文, 为上述ICMP数据结构的icmp_id宏所指的变量。3. 顺序号?Dping命令的icmp_seq便由这里读出，代表ICMP报文的发送顺序，为上述ICMP数据结构的icmp_seq宏所指的变量。Ping命令中需要显示的信息，包括icmp_seq和ttl都已有实现的办法，但还缺rtt往返时间。为了实现这一功能，可利用ICMP数据报携带一个时间戳。使用

11、以下函数生成时间戳：#include int gettimeofday（struct timeval *tp,void *tzp）其中timeval结构如下： struct timeval long tv_sec; long tv_usec; 其 中tv_sec为秒数，tv_usec微秒数。在发送和接收报文时由gettimeofday分别生成两个timeval结构，两者之差即为往返时间,即 ICMP报文发送与接收的时间差，而timeval结构由ICMP数据报携带,tzp指针表示时区，一般都不使用，赋NULL值。数据统计系统自带的ping命 令当它接送完所有ICMP报文后，会对所有发送和所有接收

12、的ICMP报文进行统计，从而计算ICMP报文丢失的比率。为达此目的，定义两个全局变量：接收 计数器和发送计数器，用于记录ICMP报文接受和发送数目。丢失数目=发送总数-接收总数，丢失比率=丢失数目/发送总数。现给出模拟Ping程序功能的代码如下：/* * 作者:梁俊辉 * * 时间:2001年10月 * * 名称：myping.c * * 说明:本程序用于演示ping命令的实现原理 * */#include signal.harpa/inet.hsys/types.hsys/socket.hunistd.hnetinet/in.hnetdb.hsetjmp.herrno.h#define PA

13、CKET_SIZE 4096#define MAX_WAIT_TIME 5#define MAX_NO_PACKETS 3char sendpacketPACKET_SIZE;char recvpacketPACKET_SIZE;int sockfd,datalen=56;int nsend=0,nreceived=0;struct sockaddr_in dest_addr;pid_t pid;struct sockaddr_in from;struct timeval tvrecv;void statistics（int signo）;unsigned short cal_chksum（u

14、nsigned short *addr,int len）;int pack（int pack_no）;void send_packet（void）;void recv_packet（void）;int unpack（char *buf,int len）;void tv_sub（struct timeval *out,struct timeval *in）;void statistics（int signo） printf（n-PING statistics-n）; printf（%d packets transmitted, %d received , %d lostn,nsend,nrece

15、ived, （nsend-nreceived）/nsend*100）; close（sockfd）; exit（1）;/*校验和算法*/unsigned short cal_chksum（unsigned short *addr,int len） int nleft=len; int sum=0; unsigned short *w=addr; unsigned short answer=0; /*把ICMP报头二进制数据以2字节为单位累加起来*/ while（nleft1） 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

16、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） *（unsigned char *）（&answer）=*（unsigned char *）w; sum+=answer; sum=（sum16）+（sum&0xffff）; sum+=（sum16）; answer=sum; return answer;/*设置ICMP报头*/int pack（int pack_no） int i,packsize; struct icmp *icmp; struct timeval *tval; icmp=（struct icmp*）sendpacket; icmp-icmp

17、_type=ICMP_ECHO;icmp_code=0;icmp_cksum=0;icmp_seq=pack_no;icmp_id=pid; packsize=8+datalen; tval= （struct timeval *）icmp-icmp_data; gettimeofday（tval,NULL）; /*记录发送时间*/icmp_cksum=cal_chksum（ （unsigned short *）icmp,packsize）; /*校验算法*/ return packsize;/*发送三个ICMP报文*/void send_packet（） int packetsize; whi

18、le（ nsendMAX_NO_PACKETS） nsend+; packetsize=pack（nsend）; /*设置ICMP报头*/ if（ sendto（sockfd,sendpacket,packetsize,0, （struct sockaddr *）&dest_addr,sizeof（dest_addr） ）0 ） perror（sendto error continue; sleep（1）; /*每隔一秒发送一个ICMP报文*/*接收所有ICMP报文*/void recv_packet（） int n,fromlen; extern int errno; signal（SIGA

19、LRM,statistics）; fromlen=sizeof（from）; while（ nreceivednsend） alarm（MAX_WAIT_TIME）; if（ （n=recvfrom（sockfd,recvpacket,sizeof（recvpacket）,0,from,&fromlen） ip_hl2; /*求ip报头长度,即ip报头的长度标志乘4*/ icmp=（struct icmp *）（buf+iphdrlen）; /*越过ip报头,指向ICMP报头*/ len-=iphdrlen; /*ICMP报头及ICMP数据报的总长度*/ if（ lenicmp_type=IC

20、MP_ECHOREPLY） & （icmp-icmp_id=pid） ） tvsend=（struct timeval *）icmp- tv_sub（&tvrecv,tvsend）; /*接收和发送的时间差*/ rtt=tvrecv.tv_sec*1000+tvrecv.tv_usec/1000; /*以毫秒为单位计算rtt*/ /*显示相关信息*/%d byte from %s: icmp_seq=%u ttl=%d rtt=%.3f msn, len, inet_ntoa（from.sin_addr）,icmp_seq, ip-ip_ttl, rtt）; else return -1;ma

21、in（int argc,char *argv） struct hostent *host; struct protoent *protocol; unsigned long inaddr=0l; int waittime=MAX_WAIT_TIME; int size=50*1024; if（argcp_proto） ）socket error /* 回收root权限,设置当前用户权限*/ setuid（getuid（）; /*扩大套接字接收缓冲区到50K这样做主要为了减小接收缓冲区溢出的 的可能性,若无意中ping一个广播地址或多播地址,将会引来大量应答*/ setsockopt（sockfd,SOL_SOCKET,SO_RCVBUF,&size,sizeof（size） ）; bzero（&dest_addr,sizeof（dest_addr）; dest_addr.sin_family=AF_INET; /*判断是主机名还是ip地址*/ if（ inaddr=inet_addr（argv1）=INADDR_NONE） if（host=gethos