ping程序報告

1、課程設計題目一實驗項目名稱： PING 程序設計實驗項目性質：綜合性所屬課程名稱：計算機網(wǎng)絡實驗計劃學時：四個題目總共 2 周實驗目的PING 程序是我們使用的比較多的用于測試網(wǎng)絡連通性的程序。PING 程序基于 ICMP ，使用 ICMP 的回送請求和回送應答來工作。由計算機網(wǎng)絡課程知道，ICMP 是基于 IP 的一個協(xié)議， ICMP 包通過 IP 的封裝之后傳遞。課程設計中選取 PING 程序的設計， 其目的是希望同學們通過PING 程序的設計， 能初步掌握 TCP/IP 網(wǎng)絡協(xié)議的基本實現(xiàn)方法，對網(wǎng)絡的實現(xiàn)機制有進一步的認識。實驗內(nèi)容和要求1、 RAW 模式的 SOCKET 編程PING

2、 程序是面向用戶的應用程序，該程序使用 ICMP 的封裝機制，通過 IP 協(xié)議來工作。為了實現(xiàn)直接對 IP 和 ICMP 包進行操作，實驗中使用 RAW 模式的 SOCKET 編程。熟悉 SOCKET 的編程，包括基本的系統(tǒng)調用如SOCKET 、BIND 等；2、具體內(nèi)容1) 定義數(shù)據(jù)結構需要定義好 IP 數(shù)據(jù)報、 ICMP 包等相關的數(shù)據(jù)結構；2) 程序實現(xiàn)在 WINDOWS 環(huán)境下實現(xiàn) PING 程序；3）程序要求在命令提示符下輸入：PING XX2XX.XX.XXX其中XXX為目的主機的IP地址，不要求支持域名，對是否帶有開關變量也不做要求。不帶開關變量時，要求返回 4 次響應。返回信息

3、的格式：REPLY FROM X X .X X .X X .X X XREQUEST TimeOut （無法 PING 通的情況）。實驗主要儀器設備和材料聯(lián)網(wǎng)計算機。四、實驗方法、步驟及結構測試實驗按下述步驟進行：五、1)2)3)4)5)6)7)熟悉 IP 以及 ICMP 協(xié)議的工作機制熟悉 RAW 模式的 SOCKET 編程編寫 PING 的實現(xiàn)程序編譯環(huán)境中需要包括 SOCKET 庫 WS2_32.lib在模擬實現(xiàn)環(huán)境下調試并運行自己編寫的 PING 程序保留你實現(xiàn)的程序在你的用戶目錄下，以備輔導教師檢查最后提交源程序，撰寫實驗報告具體實現(xiàn)過程設計摘要關鍵詞： PING 命令， IP/IC

4、MP 協(xié)議， SOCKET 編程， FTPclient/server 程序摘要：本課程設計包含了 PING 程序設計應用及文件傳輸協(xié)議的簡單設計與實現(xiàn)。其中 PING 程序設計使用了 RAW 模式的 SOCKET 編程，程序使用 ICMP 的封裝機制，通過 IP 協(xié)議來工作。本程序支持連續(xù) Ping 而且支持域名方式 ping文件傳送是各種計算機網(wǎng)絡實現(xiàn)的基本功能，文件傳送協(xié)議是一種最基本的應用層協(xié)議按照客戶 / 服務器的模式進行工作，提供交互式的訪問，是 INTERNET 使用最廣泛的協(xié)議之一。文件傳輸協(xié)議的簡單設計與實現(xiàn)建立在計算機網(wǎng)絡實驗環(huán)境TCP/IP 網(wǎng)絡體系結構之上，使 用 soc

5、ket 編程接口編寫兩個程序，分別為客戶程序(client.c) 和服務器程 序server.c )，實現(xiàn)下述命令功能： get , put, pwd, dir, cd,？ , quit 等，利用了已有網(wǎng)絡環(huán)境設計并實現(xiàn)簡單應用層協(xié)議。本設計包括了具體設計任務， 基本思路及所涉及的相關理論， 設計流程圖， 調試過程中出現(xiàn)的問題及相應解決辦法，實驗運行結果，核心程序，個人體會及建議等。1實驗前準備1.1 、設計基本思路在 PING 的工作原理下， PING 程序基于 ICMP ，使用 ICMP 的回送請求和回送應答來工作。為了實現(xiàn)直接對 IP 和 ICMP 包進行操作，設計采用 RAW 模式的

6、SOCKET 編程，實現(xiàn)網(wǎng)絡連通性的測試，探測主機到主機之間是否可通信，如果不能ping 到某臺主機，表明不能和這臺主機建立連接。當傳送 IP 數(shù)據(jù)包發(fā)生錯誤， ICMP 協(xié)議將會把錯誤信息封包，然后傳送回給主機。 PING 程序是面向用戶的應用程序，該程序使用 ICMP 的封裝機制，通過 IP 協(xié)議來工作。1.2 、 PING 的工作原理PING 程序是用來探測主機到主機之間是否可通信，如果不能ping 到某臺主機，表明不能和這臺主機建立連接。 ping 使用的是 ICMP 協(xié)議，它發(fā)送 ICMP 回送請求消息給目的主機。 ICMP 協(xié)議規(guī)定：目的主機必須返回 ICMP 回送應答消息給源主機

7、。如果源主機在一定時間內(nèi)收到應答，則認為主機可達。ICMP 協(xié)議通過 IP 協(xié)議發(fā)送的， IP 協(xié)議是一種無連接的，不可靠的數(shù)據(jù)包協(xié)議。因此，保證數(shù)據(jù)送達的工作應該由其他的模塊來完成。其中一個重要的模塊就是ICMP（ 網(wǎng)絡控制報文 ）協(xié)議。當傳送 IP 數(shù)據(jù)包發(fā)生錯誤比如主機不可達，路由不可達等等，ICMP 協(xié)議將會把錯誤信息封包， 然后傳送回給主機。 給主機一個處理錯誤的機會， 這也就是為什么說建立在IP 層以上的協(xié)議是可能做到安全的原因。 ICMP 數(shù)據(jù)包由 8bit 的錯誤類型和 8bit 的代碼和16bit 的校驗和組成。而前 16bit 就組成了 ICMP 所要傳遞的信息。PING

8、利用 ICMP 協(xié)議包來偵測另一個主機是否可達。原理是用類型碼為 0 的 ICMP 發(fā)請求，受到請求的主機則用類型碼為 8 的 ICMP 回應。ping 程序來計算間隔時間，并計算有多少個包被送達。用戶就可以判斷網(wǎng)絡大致的情況。1.3 、 RAW 模式的 SOCKET 編程WindowsSockets 規(guī)范以 U.C. Berkeley 大學BSD UNIX 中流行的 Socket 接口為范例定義了一套Micorosoft Windows 下網(wǎng)絡編程接口。它不僅包含了人們所熟悉的Berkeley Socket風格的庫函數(shù)；也包含了一組針對 Windows 的擴展庫函數(shù)，以使程序員能充分地利用

9、Windows 消息驅動機制進行編程。Windows Sockets 規(guī)范本意在于提供給應用程序開發(fā)者一套簡單的API ，并讓各家網(wǎng)絡軟件供應商共同遵守。此外，在一個特定版本W(wǎng)indows 的基礎上， Windows Sockets也定義了一個二進制接口（ ABI ），以此來保證應用 Windows Sockets API 的應用程序能夠在任何網(wǎng)絡軟件供應商的符合Windows Sockets 協(xié)議的實現(xiàn)上工作。 因此這份規(guī)范定義了應用程序開發(fā)者能夠使用，并且網(wǎng)絡軟件供應商能夠實現(xiàn)的一套庫函數(shù)調用和相關語義。任何能夠與 Windows Sockets 兼容實現(xiàn)協(xié)同工作的應用程序就被認為是具有W

10、indows Sockets 接口。我們稱這種應用程序為Windows Sockets 應用程序。Windows Sockets 規(guī)范定義并記錄了如何使用API 與 Internet 協(xié)議族（ IPS ，通常我們指的是 TCP/IP ）連接，尤其要指出的是所有的Windows Sockets 實現(xiàn)都支持流套接口和數(shù)據(jù)報套接口 .應用程序調用 Windows Sockets 的 API 實現(xiàn)相互之間的通訊。 Windows Sockets 又利用下層的網(wǎng)絡通訊協(xié)議功能和操作系統(tǒng)調用實現(xiàn)實際的通訊工作。2設計流程圖3 .實驗運行情況圖一輸入 ping 的結果如下圖（默認 Ping

11、 4 次）:a =uitb 32 bytes of data：fteply Rpply Reply Replyfrom from from f POUia?.0,n,i：129.n.Hi:：birtes=32 bytes =22 hte s =32 Byte s=32tiw =Res time =Hrns time =RrnE tiine =0EST1L=64TlL=fi4TlL=fi4T1L=64Lcnp_sea=佛 Lcnp_s eq=l ic np_s eq=2 Lc np_f： eq=3hicposoft Windows XP&.1.2600kc> 版權

12、所有 1?8£-2001 Nicposoft Corp.C： vDacunents and Set tings Sfldn inis trat or >c<iC：>C：Xping Pinqinq 1：C->IdSQ輸入ping - ,-t表示修改ping的次數(shù)為無窮，Ping的結果如下圖:'ey! r：WlNDnMJ<i<yin32rTl.('H(' - r%ping -t I27.n n.l hicrosoft ndows XP5.1.26061kc

13、> 版權所頁 1785-2001 Microsoft Coi*p,:Docunents and Settings Ml(iinlnl9tratop>cdMithbi/tes of d玄C：>C：yin3 -t 127-0,W-l KingingJ：He ply tteply Keplij itepli/ Kepi!/ Hep丄# Ke pit/ Hepli/ Reply He ply He ply Reply Reply Replyfrom f pon from from from f pon from from from from from from from from12

14、7_0.0_1= IZV.W.M.l； 1Z7.H.H.1： lliV.W.M.l： 127_0.0_1： 127.M.W.1： 127_0.0-1： 127.M-W.1： 127_0.U-1： 127,H.U.1= 127,0,0,1=Jbytes=31i tytes=32 Jbytes=31i lytes=3Z Jbytes=31； tyteE=32 fcyteE=31； bytes=32 lbytes=32 bytes=32 bytes=32 liiPtes=32127.Q.Q.1: liytes=32 ： lytes=32t Ine =(JnS t ine =(jms

15、 t ine =Hins t ine =Hins t ine =Hins t ine =HinE t ine =HinE t ine =HinE t ine =(iinE t ine =HinE t ine =HinE t ine =0in£ t ine =ein£ t ime =en£IlL IIL IIL IIL IIL HL IIL ITL IIL ITL ITL TTL TTL TTLb46464faq(14(14646464(1464E4e464Icin iciiip_se(i=l iciiip_Eeq icpipgeq icpipgeq icpipge

16、q icpipgeq icinpjeq ±ciiip_seq lciiip_s，e(j icn p_weq icn peq icp) p-seq icfip-seq234 bt, ?89Ibt1112134. P ING核心程序PING核心程序如下：/ pin g.c pp :定義控制臺應用程序的入口點。#i ncludevWi nsock2.h>#include<process.h> #include<stdio.h> #define SEND_SIZE 32 #define PACKET_SIZE 4096 #define ICMP_ECHO 8 #

17、define ICMP_ECHOREPLY 0 #pragma comment(lib,"Ws2_32.lib") struct icmpunsigned char icmp_type;/ 類型unsigned char icmp_code;/ 編碼校驗和unsigned short icmp_id;/ 標示符unsigned short icmp_seq;/ 順序號unsigned long icmp_data;/ 數(shù)據(jù)unsigned short icmp_chksum; /;struct ipunsigned char ip_hl:4;/ 報頭長度unsigned c

18、har ip_v:4;/ 版本號unsigned char ip_tos;/ 服務類型unsigned short ip_len;/ 總長度unsigned short ip_id;/ 標識unsigned short ip_off;/ 標志unsigned char ip_ttl;/ 生存時間unsigned char ip_p;/ 協(xié)議號unsigned short ip_sum;/ 報頭校驗和unsigned long ip_src;/ 源 IP 地址unsigned long ip_dst;/ 目的 IP 地址;char sendpacketPACKET_SIZE;char recvp

19、acketPACKET_SIZE;struct sockaddr_in dest_piont;/specify a local or remote endpoint address to which to connect a socket.struct sockaddr_in from_piont;int sockfd;int pid;bool loop;unsigned short cal_chksum(unsigned short *addr,int len);int pack(int pack_no);int unpack(unsigned char *buf,int len);void

20、 send_packet(void);void recv_packet(void);int main(int argc, char *argv)struct hostent *host_info;struct protoent *protocol;int timeout=1000;int send_count=4;int i;域名char *target_host;target_host=argvargc-1;/ switch(argc) case 2: break;case 3: if(strcmp(argv1,"-t")=0)send_count=10000;break

21、;default:printf("usage: %s -t host name or IP addressn",argv0);exit(1);WORD wVersionRequested;WSADATA wsaData;int err;wVersionRequested = MAKEWORD(2, 2);err = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);if ( err != 0 ) return 0;/ if ( LOBYTE(wsaData.wVersion) != 2 |HIBYTE(wsaData.wVersion)

22、 != 2 )WSACleanup();return 0;/protocol=getprotobyname("icmp");sockfd=socket(AF_INET,SOCK_RAW,protocol->p_proto);if (host_info = gethostbyname(target_host)dest_piont.sin_family=AF_INET;memcpy(char*)&dest_piont.sin_addr,host_info->h_addr,host_info->h_length);else printf("pi

23、ng request could find host %s. n", target_host);return 0;printf("Pinging%s%s:with%dbytesofdata:nn",target_host,inet_ntoa(dest_piont.sin_addr),SEND_SIZE);if(argc=2)for(i=0;i<SEND_COUNT;i+)send_packet();recv_packet();Sleep(1000);else if(loop)do send_packet();recv_packet();Sleep(1000)

24、;while(loop);/this algorithm is referenced from other'sunsigned short cal_chksum(unsigned short *addr,int len)int nleft=len;int sum=0;unsigned short *w=addr;unsigned short answer=0;while(nleft>1)sum+=*w+;nleft-=2;if( nleft=1)/ 處理 ICMP 報頭為奇數(shù)個字節(jié)時累加最后一個*(unsigned char *)(&answer)=*(unsigned

25、char *)w;sum+=answer;sum=(sum>>16)+(sum&0xffff);sum+=(sum>>16);answer=sum;return answer;/ 打包int pack(int pack_no)int packsize;struct icmp *icmp;packsize=8+SEND_SIZE;icmp=(struct icmp*)sendpacket;icmp->icmp_type=ICMP_ECHO;icmp->icmp_code=0;icmp->icmp_chksum=0;數(shù)據(jù)項用系統(tǒng)時間填充icmp-&

26、gt;icmp_seq=pack_no;icmp->icmp_data=GetTickCount();/icmp->icmp_chksum=cal_chksum(unsigned short *)icmp,packsize); /* 校驗算法*/return packsize;/ 解包int unpack(char *buf,int len)struct ip *ip;struct icmp *icmp;double rtt;int iphdrlen;ip=(struct ip *)buf;iphdrlen=ip->ip_hl*4;icmp=(struct icmp *)(buf+iphdrlen);if( (icmp->icmp_type=ICMP_ECHOREPLY) && (icmp->icmp_id=pid) )len=len-iphdrlen-8;rtt=GetTickCount()-icmp->icmp_data;printf("Reply from %s: bytes=%d time=%.0fms TTL=%d icmp_seq=%un",inet_ntoa(from_piont.sin_add