ping程序的设计实现分析范文Word格式.docx

1、根据主机名获取socketsocket的创建、关闭；设置从堆中分配一定数量的空间、释放从堆中分配的地址； IP 空间；数据报的发送；数据报的接等。mai功Ping初测能模始n 块试控化模制模Nleft1 （是）位的反馈计算进行1632使用位累加器, sum += *w+;nleft -= 2; 存储发送的时间 计算回应请求的校验和 结束接收检验 结果 是检测目标主机课程设计所需环境 WindowsXP+Visual C+6.0 NULL 是否为 课程设计任务要求ping -t的基本功能，实现实现pingNleft=1 应送回发 请求 否课程设计工作进度计划 是）补全奇数位（ 是地址，IP设置目

2、标主机的序号 起止日期 sum += u;工 作 内 容 ping 开始分工情况 01 否 2011-12-12011-12-2 将反馈的（ sum = （sum 16） + 展开思路讨论工作并搜集相关资料 ） 位从高位移到低位16nRet 返回 02 2011-12-32011-12-6 （sum & 0xffff）; （sum += sum 16）; 调用发送错误 函数具体制作，编写相关代码，制作相关窗口并实 现，美化界面 次四发起 测试ping 。 ICMP回应请求发送 03 2011-12-72011-12-8 answer 编写并完成课程设计报告 结束 清除残余 等待回复的数据 月日

3、 年 指导教师签字： 结束 接收回复教研室审核意见：教研室主任签字： 年 月 日 结束 计算花费时间否 是否Loop 0 为 是 ping输出结果输出平均次数一Ping 程序运行原理 在网络层， 除了IP协议之外， 还有一些控制协议， 如ICMP， ARP, DHCP等。1. ping的基础知识 原始套接字 原始套接字是允许访问底层传输协议的一种套接字类型。使用原始套接字操作IP数据报， 可以进行路由跟踪， Ping等。另外， 使用原始套接字需要知道许多下层协议结构的知识，所以下面讨论ICMP,IP, UDP, TCP格式。原始套接字有两种类型， 第一种类型是在IP头种使用预定义的协议， 如I

4、CMP；第二种类型是在IP头种使用自定义的协议。下面使用创建原始套接字的方法。创建套接字的函数是socket（）或者WSASocket（）,只不过要将套接字类型指定为SOCK_RAW,代码如下：SOCKET sraw = :socket（AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_ICMP）;创建原始套接字时socket函数的第三个参数protocol值将成为IP头中得协议域的值。IPPROTO_ICMP指定要使用ICMP。原始套解释提供管理下层传输的能力。他们可能会被恶意利用， 因此， 仅Administrator组的成员能够创建SOCK_RAW类型的套接字。 任何人在Window

5、s NT下都可以创建原始套接字，但是没有Administrator权限的人不能用它来做任何事情， 因为bind函数将会失败， 出错码WSAEACCES. 在上面的套接字创建代码种，我们使用ICMP,也可以使用IIGMP, UDP, IP或者原始IP,对应的宏定义分别是IPPROTO_IGMP, IPROTO_UDP, IPPROTO_IP或者IPPROTO_RAW。其中协议标志IPPROTO_UDP, IPPROTO_IP, 和IPPROTO_RAW 需要启动IP_HDRINCL选项。使用恰当的协议标志创建原始套接字之后，便可以在发送和接受调用种使用此套接字句柄了。无论IP_HDRINCL选项

6、是否设置， 在原始套接字上接收到的数据种都会将包含IP头。2. ICMP协议与校验和的计算 互联网上得操作由路由器紧紧地监控着。当有异常饭送时候，具体事件通过ICMP报道，如目的不可到达，TTL超时等。这个协议也用来测试互联网。每个ICMP消息都封装在IP封包中， 所以使用IP寻址， ICMP消息的格式如下：首8位表示ICMP的类型，通常可以分为请求消息和错误报告消息两类。接下来的八位表示ICMP代码，这个域进一步定义了请求或者是消息的类型。接下来八位表示icmp的校验和。它提供了ICMP头和他的实际数据。3.校验和的计算 发送ICMP报文时， 必须由程序自己计算校验和，并将它填入ICMP头部

7、的对应域中。校验和的计算方法是：将数据以资为单位累加到一个双字中，如果数据长度为奇数，最后一个字节将被扩展到字， 累加的结果是一个双字，最后将这个双字的高16bit和低16bit相加后取反，便得到了校验和。u_short checksum（u_short *buffer, int len） register int nleft = len;register u_short *w = buffer;register u_short answer;register int sum = 0;/使用32位累加器,进行16位的反馈计算 while （ nleft 1 ） /补全奇数位 if （ nlef

8、t = 1 ） u_short u = 0;*（u_char *）（&u） = *（u_char*）w;sum += u;/将反馈的16位从高位移到低位 16） + （sum &sum += （sum 16）;answer = sum;return （answer）;3.Ping程序设计思路：要实现ping程序，需要实现以下步骤：（1） 创建协议类型为IPPROTO_ICMP的原始套接字，设置套接字属性。（2） 创建并初始化ICMP封包。（3） 调用sendto函数向远程主机发送ICMP请求。（4） 调用recfrom函数接受ICMP响应。初始化ICMP头时先初始化消息类型和代码域， 之后是回

9、显请求头。程序首先定义了ICMP头的数据结构IMCP_HDR.。ICMP_HDR的定义如下：typedef struct _ICMPHeader u_char Type; /类型 u_char Code; /代码 u_short Checksum; /首部校验和 u_short ID; /标识 u_short Seq; /序列号 char Data;/数据 ICMPHDR, *PICMPHDR;4.编程时，需要用到一些windows函数,说明如下：（1）.int WSAStartup（WORD wVersionRequested,LPWSADATA lpWSAData）; 精品文档 函数说明：

10、函数，首先第一件事情就是必须通过Winsock API为了在应用程序当中调用任何一个Socket使用因此需要调用服务的初始化，WSAStartup函数。WSAStartup函数完成对Winsock 函数。Socket之前必须调用WSAStartup的程序在使用版本，其中高位字节指明副版本、低位字Socket该函数的第一个参数指明程序请求使用的 节指明主版本；WSAStartup的版本信息。当一个应用程序调用操作系统利用第二个参数返回请求的Socket 函数时，库到该应Socket版本来搜索相应的Socket库，然后绑定找到的操作系统根据请求的Socket 用程序中。 函数了。库中的其它Sock

11、etSocket以后应用程序就可以调用所请求的 （2）.SOCKET socket（ int af, int type, int protocol ）; 函数说明： 应用程序调用socket函数来创建一个能够进行网络通信的套接字。协议族，该参数置TCP/IP第一个参数指定应用程序使用的通信协议的协议族，对于 AF_INET;、数据报套接字类SOCK_STREAM第二个参数指定要创建的套接字类型，流套接字类型为 、型为SOCK_DGRAM接口并不适用某种特定的协议去封装它，而是由程原始套接字SOCK_RAW（WinSock 序自行处理数据包以 及协议首部）； 第三个参数指定应用程序所使用的通信协

12、议。（3）.int sendto（ SOCKET s, const char FAR *buf, int len, int flags, const struct sockaddr FAR *to, int tolen）;函数说明：返回值：实际发送数据的长度。 parameter : s 套接字 buff 待发送数据的缓冲区 size 缓冲区长度 Flags 调用方式标志位, 一般为0, 改变Flags，将会改变Sendto发送的形式 addr （可选）指针，指向目的套接字的地址 len addr所指地址的长度 （4）int recvfrom（SOCKET s, char FAR* buf,

13、int len, int flags, struct sockaddr FAR *from, int FAR *fromlen ）;函数说明:recvfrom（ ）用来接收远程主机经指定的socket传来的数据,并把数据传到由参数buf指向的内存空间,参数len为可接收数据的最大长度.参数flags一般设0,其他数值定义参考recv（）.参数from用来指定欲传送的网络地址,结构sockaddr请参考bind（）函数.参数fromlen为sockaddr的结构长度. 二程序的流程图和源码 Ping程序的设计与实现大致可分为四个模块（见图1-1），分别是：初始化模块、功能控制模块、ping模块、

14、mian测试模块。 块块模 块 1-1 图初始化模块：1.体。winsockwinsock加载该模块用于定义及初始化各个全局变量，为回应请求、定义ICMPICMP首部格式、定义（见图1-2）主要包括定义IP首部格式、定义 回应答复。ICMP 初始化模块定定定定义义义义ICMIPICMICM回P首P回首P应部部应答格格请 式求 式 复 1-2 图功能控制模块：2.该模块是被其他模块调用，其功能包括计算校验和、发送回应请求 ）1-5,1-61-41-3（模型）（主是要接收应答回复并进行解析、函数、等待回应答复select。见图， 计算校验和函数源码：1-3 图. 1-4 RecvEchoReplW

15、aitForEchoR1-6 图 是 返回应答时间 调用发送错误 函数 结束 1-5 图模块功能模块：3.Ping调用其他模块实现其功该模块是本程序的核心模块， 的功能。能，进而实现Ping 开始. s 精品文档函数模块：4.main（）请求报文；根据响应报地址发送Echo 向指定的域名或IP 选项即可。Ping的结果；程序仅支持-t文显示出 开始WSAStartup 是否成功（） 加载失败 否截取后三位 字符-t 为了实现ping（） 调用 释放资源 结束 1-8 图 三运行操作及结果;或网址4.1中运行程序后会出现如图所示，提示你输入IPVC在 ping2、我们先输入校园网机房主机命令，看

16、能否通. 3.试着使用ping t命令，如下：4、再输入外部网主机命令，看能否ping通， 上图为网络ping不通的情形。源代码 源代码如下：#include stdlib.hwinsock.h#include#pragma comment（lib, ws2_32.lib）/导入库文件 #define ICMP_ECHOREPLY 0 /ICMP回应答复 #define ICMP_ECHOREQ 8 /ICMP回应请求 #define REQ_DATASIZE 32 /请求数据报大小 iostream/*/ using namespace std;/定义IP首部格式 typedef struc

17、t _IPHeader u_char VIHL; /版本和首部长度 u_char ToS; /服务类型 u_short TotalLen; /总长度 u_short ID; /标识号 u_short Frag_Flags; /片偏移量 u_char TTL; /生存时间 u_char Protocol; /协议 u_short Checksum; struct in_addr SrcIP; /源IP地址 struct in_addr DestIP; /目的地址 IPHDR, *PIPHDR;/定义ICMP首部格式 u_char Type; u_char Code; u_short Seq; c

18、har Data;/定义ICMP回应请求 typedef struct _ECHOREQUEST ICMPHDR icmpHdr; DWORD dwTime; char cDataREQ_DATASIZE;ECHOREQUEST, *PECHOREQUEST;/定义ICMP回应答复 typedef struct _ECHOREPLY IPHDR ipHdr; ECHOREQUEST echoRequest; char cFiller256;ECHOREPLY, *PECHOREPLY;/*/ /计算校验和 register int nleft = len; register u_short *

19、w = buffer; register u_short answer; register int sum = 0; /使用32位累加器,进行16位的反馈计算 while （ nleft sum += *w+; nleft -= 2; /补全奇数位 if （ nleft = 1 ） u_short u = 0; *（u_char *）（& sum += u; /将反馈的16位从高位移到低位 sum = （sum sum += （sum answer = sum; return （answer）;/*/ /发送回应请求函数 int SendEchoRequest（SOCKET s, struct

20、 sockaddr_in *lpstToAddr） static ECHOREQUEST echoReq; static nId = 1; static nSeq = 1; int nRet; /填充回应请求消息 echoReq.icmpHdr.Type = ICMP_ECHOREQ; echoReq.icmpHdr.Code = 0; echoReq.icmpHdr.Checksum = 0; echoReq.icmpHdr.ID = nId+; echoReq.icmpHdr.Seq = nSeq+; /填充要发送的数据 for （nRet = 0; nRet REQ_DATASIZE;

21、nRet+） echoReq.cDatanRet = 1 + nRet; /存储发送的时间 echoReq.dwTime = GetTickCount（）; /计算回应请求的校验和 echoReq.icmpHdr.Checksum = checksum（u_short*）&echoReq, sizeof（ECHOREQUEST）; /发送回应请求 nRet = sendto（s,（LPSTR）&echoReq,sizeof（ECHOREQUEST）, 0,（struct sockaddr*）lpstToAddr,sizeof（SOCKADDR_IN）; if （nRet = SOCKET_ER

22、ROR） printf（send to（） error:%dn, WSAGetLastError（）; return （nRet）;/*/ /接收应答回复并进行解析 DWORD RecvEchoReply（SOCKET s, LPSOCKADDR_IN lpsaFrom, u_char *pTTL） ECHOREPLY echoReply; int nAddrLen = sizeof（struct sockaddr_in）; /接收应答回复 nRet = recvfrom（s,（LPSTR）&echoReply,sizeof（ECHOREPLY）, 0,（LPSOCKADDR）lpsaFrom

23、,&nAddrLen）; /检验接收结果 printf（ecvfrom（） error:%dn,WSAGetLastError（）; /记录返回的TTL *pTTL = echoReply.ipHdr.TTL; /返回应答时间 return（echoReply.echoRequest.dwTime）;/*/ /等待回应答复,使用select模型 int WaitForEchoReply（SOCKET s） struct timeval timeout; fd_set readfds; readfds.fd_count = 1; readfds.fd_array0 = s; timeout.tv

24、_sec = 1; timeout.tv_usec = 0; return（select（1, &readfds, NULL, NULL, &timeout）;/*/ /PING功能实现 void Ping（char *pstrHost,bool logic） char c; SOCKET rawSocket; LPHOSTENT lpHost; struct sockaddr_in destIP; struct sockaddr_in srcIP; DWORD dwTimeSent; DWORD dwElapsed; u_char cTTL; int nLoop,k=4; int nRet,minimum=100000,maximum=0,average=0; int sent=4,reveived=0,lost=0; /创建原始套接字,ICMP类型 rawSo