计算机网络基础课程设计PING程序的实现

ping命令的实现过程Ping命令是计算机网络中常用的命令之一，用于测试主机之间的连通性和测量网络的响应时间。

本文将详细介绍Ping命令的实现过程，从底层的原理到具体的步骤，帮助读者了解Ping命令背后的工作原理。

第一步：构建ICMP报文Ping命令使用的是ICMP（Internet Control Message Protocol）协议来实现。

ICMP是网络层协议的一部分，用于在IPv4网络中传输控制和错误消息。

Ping命令构建的ICMP报文中包含了源IP地址、目的IP地址和一些其他的控制和错误信息。

第二步：发送ICMP报文Ping命令通过操作系统提供的网络API来发送ICMP报文。

具体的过程包括创建一个套接字（socket）、设置套接字的选项、指定目的IP地址和端口号等。

当ICMP报文被发送到目的主机时，它会被网络设备（如路由器）转发到目的主机。

第三步：接收ICMP回应目的主机收到ICMP报文后，会根据报文中的信息进行相应的处理。

如果目的主机可以接受ICMP报文，它会在接收后生成一个ICMP回应报文，并将其发送回源主机。

ICMP回应报文中包含了与源ICMP报文相对应的标识符和序列号等信息。

第四步：计算往返时间源主机收到ICMP回应报文后，会通过比较回应报文中的标识符和序列号等信息，来确定该回应报文与先前发送的ICMP报文所对应。

通过记录发送ICMP报文的时间戳和接收ICMP回应报文的时间戳，可以计算出往返时间（Round-Trip Time，简称RTT）。

第五步：显示结果Ping命令会将计算得到的往返时间显示在终端上，同时还会显示其他统计信息，如丢包率、最小RTT、最大RTT和平均RTT等。

这些信息可以帮助用户了解网络的稳定性和性能。

总结：Ping命令的实现过程可以概括为构建ICMP报文、发送ICMP报文、接收ICMP回应、计算往返时间和显示结果。

通过这一过程，Ping命令可以验证网络的连通性，并测量网络的响应时间。

课程名称计算机网络实验序号实验五实验项目 Ping程序的设计与实现2017年 03月 25 日实验报告要求1、实验报告封面填表说明（每份实验报告必须附上封面）（1）课程名称：要求与实验大纲和实验指导书中的课程名称一致。

（2）实验序号：指该课程的第几个实验。

（3）实验项目：要求与实验大纲和实验指导书中的实验项目一致。

（4）实验地点：填写完成该实验项目所在的实验室名称。

（5）实验学时：要求与实验大纲和实验指导书中完成该实验项目所需学时一致。

（6）实验类型：是指演示性、操作性、验证性、综合性、设计性。

演示性：教师操作，学生观察，验证理论、说明原理和方法。

操作性：学生按要求动手拆装、调试实验装置或上机操作，掌握其基本原理和方法。

验证性：按实验指导书（教材）要求，由学生通过操作验证所学理论，加深对理论、知识的理解，掌握基本实验知识、方法、技能、数据处理等。

综合性：实验内容涉及本课程的综合知识或相关课程的知识，运用多的知识、多种方法，按要求或自拟实验方案进行实验。

主要培养学生综合运用所学知识、实验方法和实验技能，以培养其分析、解决问题的能力。

设计性：给定实验目的、要求和实验条件，学生自己设计实验方案并加以实现的实验。

学生独立完成从查阅资料、拟定实验方案、实验方法和步骤（或系统分析和设计）、选择仪器设备（或自行设计缺制作）进行实验并完成实验全过程，形成实验报告，培养学生自主实验的能力。

2、实验报告的格式3、教师批改学生实验报告要求（1）批改：全部批改及更正错误。

（2）评分：按百分制评分，不能评分为“优、良、中、差”或“A、B、C”。

（3）签名及批改日期：任课教师必须在每份学生实验报告中签名和写上批改日期。

（4）成绩：填写学生实验成绩表，实验成绩作为考试成绩评定的依据。

（4）评语：任课教师批改学生实验报告时，应给出简明扼要的评语。

计算机网络课程设计Ping程序设计（后附源码）四川大学黄昊1143041195一．设计目标二．ICMP包结构三．校验和计算四．代码实现a)ICMP封包b)ICMP包转换成字节数组c)域名解析、选择IPv4地址d)原始套接口e)计算校验和五．运行结果六．总结一、设计目标本程序设计实现基本的ping程序功能，包括域名解析，ICMPv4回显包发送，统计丢失率等功能。

二、ICMP包结构ICMP包包含在IP包结构之内，是去除IP包头的部分，C#提供的Raw Socket功能可以实现包装ICMP结构，但自动包含IP包头等结构。

ICMP包由1Byte类型、1Byte SubCode、2字节校验和、2字节标示符、2字节序号，若干字节数据组成。

其结构图如下：4Byte类型号8 、子代码表示ICMP回显功能，默认标示符45、序号0、Data小节可填充数据，本程序填充了ASCII码‘a’十六进制61，填充24字节，所以整个包大小共32字节。

三、校验和计算对于ICMP包中的校验和，首先将校验和填0之后再整体计算。

计算时，按照2字节为一个单位累加，最后将所有溢出结果再次做加法，最后整体取反，返回一个2字节长的校验和。

具体计算方法伪代码如下：Int32 cksum = 0;for (int i = 0; i < 16; i++){cksum += ConvertToUInt16(packet, i * 2);}cksum = (cksum >> 16) + (cksum & 0xffff);cksum += (cksum >> 16);return (ushort)(~cksum);四、代码实现a)实现难度1：封装ICMP包。

为了方便操作与计算，在C#中，创建了一个ICMP包的结构体。

为了使包的逻辑结构与实际发送的结构一样，借助了C#提供的一个机制，叫非托管内存布局，使用StructLayoutAttribute属性，其中参数LayoutKind.Sequential指定了整个结构体的数据堆放方式为顺序堆放，保证内存中数据的连续性。

ping的简单实现课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握ping命令的基本使用方法，理解其工作原理，能够通过ping命令诊断网络连接问题。

具体包括：1.了解ping命令的作用和基本语法。

2.掌握如何使用ping命令检测网络连接。

3.理解ping命令的响应结果的含义。

4.能够独立操作计算机，运行ping命令。

5.能够分析ping命令的输出结果，判断网络连接状态。

6.能够根据实际情况，选择合适的ping命令参数。

情感态度价值观目标：1.培养学生对网络通信技术的兴趣和好奇心。

2.培养学生解决问题的能力和团队合作精神。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.ping命令的基本概念和语法。

2.ping命令的使用方法，包括如何检测网络连接。

3.ping命令的响应结果的解读。

4.如何在实际情况下，选择合适的ping命令参数。

三、教学方法本课程的教学方法包括：1.讲授法：讲解ping命令的基本概念、语法和原理。

2.实验法：引导学生实际操作ping命令，检测网络连接。

3.讨论法：分组讨论ping命令的输出结果，培养学生解决问题的能力。

四、教学资源本课程的教学资源包括：1.教材：《计算机网络基础》相关章节。

2.多媒体资料：PPT课件，网络连接检测的实验视频。

3.实验设备：计算机、网络环境。

以上是本课程的教学设计，希望能够帮助学生更好地掌握ping命令的使用，提高网络故障排除的能力。

五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化的评估方式，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。

评估方式包括：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与度、提问回答、小组讨论等表现，评估学生的学习态度和理解能力。

2.作业：布置相关的ping命令练习题，要求学生独立完成，通过作业的质量和完成时间评估学生的掌握程度。

3.实验报告：学生在实验过程中，需要撰写实验报告，描述实验过程、结果和收获，通过实验报告评估学生的实际操作能力和问题解决能力。

计算机网络基础课程设计Ping程序实现计算机网络工程课程设计报告题目：Ping程序的实现学生姓名：学号：专业班级：计科专业班同组姓名: 指导教师：设计时间：2022年下学期第某周指导老师意见：评定成绩：签名：日期：年月日目录一、课程设计的目的和意义2二、课程设计的内容和要求21.内容：22.要求：2三、课程设计的相关技术2四、课程设计过程21.Ping主模块22.功能控制模块43.数据报解析模块5五、课程设计小结6六、参考文献7七、附录（程序清单）7八、心得体会11一、课程设计的目的和意义利用ICMP数据包、C语言实现Ping命令程序，能实现基本的Ping操作，发送ICMP回显请求报文，用于测试—个主机到只一个主机之间的连通情况。

通过本程序的训练，使学生熟悉ICMP报文结构，使学生对ICMP有更深的理解，掌握Ping程序的设计方法，掌握网络编程的方法和技巧，从而编写出功能更强大的程序。

二、课程设计的内容和要求1.内容：用C语言实现Ping命令程序，能实现基本的Ping操作，发送ICMP回显请求报文，用于测试—个主机到只一个主机之间的连通情况。

2.要求：1)独立完成程序的设计、编码和调试。

2)系统利用C语言实现，程序调试环境为TurboC或VC；3)按照课程设计规范书写课程设计报告。

4)采用VC环境进行调试运行。

三、课程设计的相关技术由于Ping程序是面向用户的应用程序，该程序使用ICMP的封装机制，通过IP协议来工作。

为了实现直接对IP和ICMP包进行操作，实验中使用RAW模式的ocket编程。

首先定义IP数据报首部，在IP数据报的基础上定义ICMP数据报首部，并初始化一些全局变量。

接着自定义填充ICMP数据报字段函数FillICMPData()、校验和函数checkum()、解读ICMP报首部函数DecodeICMPHeader()、释放资源函Cleanup()。

最后主函数通过调用这些函数来实现Ping命令功能。

ping程序设计与实现课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解ping程序的工作原理，掌握网络诊断的基本方法。

2. 学生能描述IP协议、ICMP协议的基本概念及其在ping程序中的应用。

3. 学生了解计算机网络的通信原理，掌握如何利用ping程序检测网络连通性。

技能目标：1. 学生能运用所学知识，独立编写简单的ping程序。

2. 学生通过实践操作，提高问题分析及解决能力，具备基本的网络诊断技巧。

3. 学生掌握使用编程工具（如：IDE、编译器等）进行代码编写、调试和优化。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对计算机网络的兴趣，激发学习编程的热情。

2. 学生在学习过程中，培养团队协作、沟通表达的能力，增强自信心。

3. 学生通过本课程的学习，认识到网络技术在实际应用中的重要性，培养对网络安全的责任感。

分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程旨在让学生掌握ping程序的设计与实现，结合实际操作，提高学生的编程能力和网络诊断技巧。

课程目标具体、可衡量，有助于教师进行教学设计和评估。

通过本课程的学习，学生将具备基本的网络编程知识和技能，为今后的学习和工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 网络基础知识回顾：IP协议、ICMP协议、网络层通信原理。

2. ping程序工作原理：发送ICMP请求、接收ICMP回复、计算往返时间（RTT）。

3. 编程语言基础：C语言或Python语言的基本语法，重点掌握数据类型、控制结构、函数定义。

4. ping程序设计与实现：- 环境搭建：安装编程工具、配置网络环境。

- 代码编写：根据ping程序工作原理，编写发送和接收ICMP请求的代码。

- 调试与优化：调试代码，处理异常情况，优化程序性能。

5. 实践操作：分组进行实际操作，组内讨论、分析问题，相互协作完成ping 程序编写。

6. 网络诊断技巧：运用ping程序检测网络连通性，分析网络延迟、丢包等问题。

教学内容安排和进度：第一课时：网络基础知识回顾，介绍ping程序工作原理。

设计报告课程计算机网络设计名称《ping命令的设计与实现》专业班级计科094 同组人姓名同组人学号实验日期2013-04-10 指导教师成绩2013 年 04 月 10 日设计目的和要求1、实验目的：Ping命令向目的主机发送ICMP ECHO—REQUEST请求并接收目的主机返回的响应报文，用来检验本地主机和远程的主机是否连接。

2.实验要求：利用ICMP数据包，测试主机的连通性，通过课程设计，使学生熟悉ICMP报文结构，使学生对ICMP有更深的理解。

要求:输出参考系统自带ping程序，命令行运行:ping ip二、设计说明设计分析：使用原始套接字可以读写ICMP分组，利用原始套接字发送ICMP回显请求，并接收ICMP 回显应答，通过icmp_send（）发送ICMP回显示请求包，icmp_recv（）接收ping目的主机的回复，并使用终端信号处理函数SIGINT处理信号，建立两个线程，一个用于发送数据，另一个用于接收响应数据，主程序等待两个线程运行完毕后再进行下一步动作。

最后，主程序讲发送数据和接收的数据进行统计，并将结果打印出来。

系统运行环境：虚拟机:Fedora14（linux操作系统） gcc设计中的重点和难点:ICMP数据包的打包和解包，以及从CRC16校验算法的分析实现输入和输出条件：在linux系统下运行ping 在出现4个响应包后按Ctrl+c键停止发送。

三、系统详细设计《Ping命令的设计与实现》Ping命令向目的主机发送ICMP ECHO—REQUEST请求并接收目的主机返回的响应报文，用来检验本地主机和远程的主机是否连接。

协议格式图1.1中已经对ＩＣＭＰ协议的报文格式进行了说明。

Ping 的客户端方式的类型为8，代码值为0，表示ICMP的回显请求。

类型为0，代码为0是，是ICMP回显应答。

检验和为16为的crc16 的算法。

0 7 8 15 16 31图1.1 ICMP报文的数据格式图1.2所示为ping所使用的类型和代码格式。

实验一计算机网络基础一．实验目的1、熟悉网卡、掌握如何在Windows下如何察看网卡的型号、MAC地址、IP地址等参数。

2、熟悉Windows中的网络组建及各参数的设置和基本意义。

3、网络测试命令PING的用法。

二．实验任务与要求1、网卡是网络中不可缺少的网络设备，掌握其使用情况，及如何设置其参数对网络的正常使用非常重要。

本部分要完成以下任务：（1）利用Windows下ipconfig 命令查看网卡的基本参数。

（2）如何设置网卡的IP地址。

2、Ping是个使用频率极高的实用程序，用于确定本地主机是否能与另一台主机交换（发送与接收）数据报。

根据返回的信息，就可以推断TCP/IP参数是否设置得正确以及运行是否正常。

（1）Ping 本机IP（Ping 本机机器名；Ping 127.0.0.1）。

（2）Ping 邻近计算机的IP（或者是对方计算机的机器名）。

（3）Ping 网站（前题是能接入Internet）。

三．实验步骤1.Ipconfig的使用每台联网的计算机需要一个工作组内惟一的计算机名，在企事业单位内的计算机可以利用设备编号对计算机进行命名。

使用并安装TCP/IP协议时，需要为每台主机分配一个在工作组网络中惟一的IP地址，并进行相应配置Ipconfig命令可以对本机IP配置进行查看。

执行：开始-运行，在弹出的对框框中，输入CMD将进入黑白屏幕的DOS界面。

（又称为命令提示符），参见图1－1图1－1在“命令提示符”下输入ipconfig/all（可以连续输入）将显示出本机网卡的基本参数。

参见图1－2图1－2请记录你所用计算机的主机名（Host Name）、网卡型号（Description）、网卡物理地址（Physical Address）、IP地址（IP Address）、子网掩码（Subnet Mask）、网关（Default Gateway）。

（2）利用“网上邻居”修改网络参数。

图1-3 图1-4 在桌面“网上邻居”的图标上点击鼠标右键，弹出的快捷菜单中选择“属性”。

ping程序的设计与实现
Ping程序的设计与实现是通过一种单向测量技术来实现的，它可以用来评估网络的性能、访问故障和网络可用性。

Ping程序工作时会首先向目标主机发送一个ICMP（网际控制报文协议）报文，然后等待目标主机的应答。

在实现ping程序的过程中，首先要为发送的ICMP数据报定义一个数据结构，这个数据结构将包含所有必要的信息，如报文类型、报文代码、校验和等。

其次，要实现函数，对这个数据结构进行填充和序列化，以便将ICMP报文发送出去。

实现发送ICMP报文后，就要开始接收应答。

为此，可以利用Socket API来创建一个Raw Socket，以便从网络上接收ICMP报文，并将其解码为数据结构，以便能够识别是哪一条报文的应答。

最后，还需要实现超时，用来处理因网络拥塞或丢包等原因导致的应答报文没有收到的情况。

这可以通过在发送ICMP报文之前先设置一个定时器，当定时器到期时，就可以判断该报文没有收到应答报文而超时。

以上就是ping程序的大致设计与实现方式，整个实现的过程可以大体分为发送ICMP数据报、接收应答和超时处理三部分。

这些都需要对数据报结构进行定义和填充，以及使用Socket API创建Raw Socket 来发送和接收数据，并通过设置定时器来实现超时处理，以保证ping 程序可以正常工作。