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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。
课程设计IV课程设计设计说明书Ping命令模拟实现学生姓名学号班级成绩指导教师计算机科学与技术系2011年9月9日课程设计IV课程设计评阅书题目Ping命令模拟实现学生姓名学号指导教师评语及成绩成绩：教师签名：年月日答辩教师评语及成绩成绩：教师签名：年月日教研室意见总成绩：室主任签名：年月日注：指导教师成绩60%，答辩成绩40%，总成绩合成后按五级制记入。
课程设计任务书2011—2012学年第一学期专业：学号：姓名：课程设计名称：课程设计IV课程设计设计题目：Ping命令模拟实现完成期限：自2011 年8 月29 日至2011 年9 月9 日共 2 周设计依据、要求及主要内容（可另加附页）：1. 了解并掌握ICMP协议。
2. 了解Ping命令的使用，其常用格式为Ping XXX.XXX.XXX.XXX。
3. Ping命令执行原理及实现步骤。
4. 模拟ping命令的实现过程。
5. 对此次课程设计的总结指导教师（签字）：教研室主任（签字）：批准日期：年月日摘要随着计算机技术及网络技术的迅速发展，个人、家庭或宿舍中拥有多台计算机已变得十分的普遍，将多台计算机组建成网络可以提高资源的利用率和协同工作的效率，所以网络技术无论在教学还是在现实生活中都变得异常的重要。
在实际学习中，由于资源设备的限制，提供完善的实验环境存在一定的难度，所以提供一种模拟的组建网络的平台具有很强的现实意义。
根据Ping命令的运行的运行原理，对他进行的模拟实现，相应的其他网检查网络状态命令。
关键词：计算机；网络；Ping目录一.课题内容 (5)1.1课程设计目的 (5)1.2课程设计要求 (5)1.3 实验步骤和注意事项 (5)二. Ping命令及ICMP协议简介 (6)2.1. Ping命令简介 (6)2.2.ICMP协议简介 (6)三.实现原理和步骤 (10)3.1.实现原理 (10)3.2.实现步骤 (10)3.3.注意事项 (13)总结 (14)参考文献： (15)1.课题内容1.1课程设计目的PING程序是我们使用的比较多的用于测试网络连通性的程序。
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。
ping程序课程设计设计背景一、教学目标本章节的教学目标包括以下三个方面：1.知识目标：学生能够理解ping程序的基本概念，掌握使用ping程序进行网络诊断的方法和技巧。
2.技能目标：学生能够独立操作计算机，使用ping程序对网络进行诊断，并能根据诊断结果分析网络状况。
3.情感态度价值观目标：学生通过学习ping程序的使用，增强对网络技术的兴趣和好奇心，培养解决问题的能力，提高对网络技术的应用意识和信息素养。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括以下几个部分：1.ping程序的基本概念和作用。
2.ping程序的使用方法，包括命令的输入、参数的含义和如何解读ping结果。
3.ping程序在网络诊断中的应用，如何通过ping程序检测网络的连接性、延迟和数据包丢失情况。
4.实际操作演练，让学生通过实际操作，掌握ping程序的使用技巧。
三、教学方法为了实现本章节的教学目标，我们将采用以下几种教学方法：1.讲授法：通过讲解ping程序的基本概念、使用方法和网络诊断中的应用，让学生掌握相关知识。
2.案例分析法：通过分析实际案例，让学生了解ping程序在网络诊断中的实际应用，提高解决问题的能力。
3.实验法：让学生亲自动手操作，进行网络诊断实验，培养实际操作能力和动手能力。
四、教学资源为了支持本章节的教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：《网络技术基础》2.参考书：《计算机网络与应用》3.多媒体资料：网络诊断实验演示视频4.实验设备：计算机、网络设备（如路由器、交换机等）五、教学评估本章节的教学评估主要包括以下几个方面：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答情况等，评估学生的学习态度和积极性。
2.作业：通过学生提交的作业，评估学生对ping程序的理解和掌握程度。
3.考试：通过期末考试，全面测试学生对ping程序的知识掌握和实际操作能力。
评估方式应客观、公正，能够全面反映学生的学习成果。
计算机网络课程设计报告设计名称 Ping程序的设计与实现专业班级同组人姓名指导教师成绩一、设计目的和要求1、实验目的利用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。
2、实验要求：输出参考系统自带ping程序，命令行运行:ping ip；二、设计说明1．设计思路由于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RA W模式的socket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checksum()、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。
2.设计方案IP头与ICMP头的设置分别参照RFC791及RFC792的标准，包含所有必要信息。
主程序设置main（）函数，主函数用库函数实现套接字编程用于数据包发送及接收，其中，数据包发送调用sendto()，数据包接收调用recvfrom( )，由于发送数据包时可能会遇到阻塞或者目标主机不通，造成超时，因此需要在发送数据包后调用一个函数判断是否超时，此处调用库函数setsockopt（）来实现超时判断；其次，校验和函数采用移位方法进行计算。
3. 系统运行环境：VC++ 6.0，Window XP操作系统平台4. 设计中的难点和重点首先遇到的问题就是套接字文件的问题。
套接字所需要的文件有头文件Winsocket2.h、库文件WS2_32.LIB、动态库W32_32.DLL。
精品文档滁州学院课程设计报告课程名称：计算机网络课程设计设计题目ping程序的设计与实现：系别：计算机与信息工程学院专业：计算科学与技术组别：第五小组~2011年12月812月1日日2011起止日期:年指导教师:计算机科学与技术系二○一一年制.精品文档课程设计任务书.精品文档一．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ICMP；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Windows 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。
07网络工程本制作人：北-624寝室负责人：赖文斌第四篇网络编程第九章ping程序设计ping命令是使用频率极高的一个网络测试命令，用以测试从一个主机到另一个主机间的网络上否可达。
windows自带的ping命令具有强大的功能，它有很多选项用于实现不同的测试目的。
本章模仿windows的ping命令，用c语言实现了一个简单的命令。
本章着重讲述ping命令的实现原理和c语言的网络编程方法。
读者可以在本章的基础上，对本章实现的ping命令进行扩展，开发出功能更强大、更完善的ping命令，并进一步掌握网络编程的方法。
9.1 设计目的本章通过设计Ping程序，讲解Ping程序的实现原理，并初步讲解了c语言网络编程技术。
本章涉及很多网络编程函数和编程技巧。
包括库文件的导入；winsock的初始化、注销；socket 的创建、关闭；设置socket选项；根据主机名获取IP地址；从堆中分配一定数量的空间、释放从堆中分配的空间；获取当前进程ID号；数据报的发送；数据报的接等。
通过本程序的训练，使读者对网络编程有一定的了解，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。
9.2功能描述本章用 c 语言实现的ping命令，能用于测试一个主机到另一个主机间的联通情况，程序还提供了几个选项以实现不同的功能。
（1）实现ping功能。
程序能实现基本的ping操作，发送ICMP回显请求报文，接收显应答报文。
（2）能记录路由。
程序提供了“-r”选项，用以记录从源主机到目的主机的路由。
（3）能输出指定条数的记录。
程序提供了“-n”选项，用以输出指定条数的记录。
（4）能按照指定大小输出每条记录。
程序提供了“datasize”选项，用以指定输出的数据报的大小。
（5）能输出用户帮助。
程序提供了用户帮助，显示程序提供的选项以及选项格式等。
9.3 总体设计9.3.1 功能模块设计1. 功能模块图本系统共有 4 个模块，分别是初始化模块、功能控制模块、数据控制模块、数据报解读模块和ping测试模块，如图9.1所示。
各模块功能描述如下。
图9.1 系统模块图(1) 初始化模块。
改模块用于初始化各个全局变量，为全局变量赋初始值；初始化，加载库。
(2)功能控制模块。
改模块是被其它模块调用，其功能包括获取参数、计算校验和填充数据报文、释放占用资源和显示用户帮助。
(3)数据报解读模块。
改模块用于解读接收到的报文和选项。
(4)测试模块。
改模块是本程序的核心模块，调用其他模块实现其功能，主要是实现的功能。
2．系统流程图系统执行的流程图9.2所示。
程序首先调用IniPing()函数初始化各全局变量，然后GetArgments()函数获取用户输入的参数，检查用户输入的参数，如果参数不正确或者没有输入参数，则显示用户帮助信息(User help )，并结束程序；如果参数正确，则对指定目的地执行Ping命令，如果Ping通，则显示Ping结果并释放占用资源，如果没有Ping通，则报告错误信息，并释放占用资源。
图9.2 系统流程图3.参数获取（GetArgments()函数）流程图获取的参数包括“-r”（记录路由）、“-n”（记录条数程序，任意的整数）和datasize(数据报大小)。
程序首先判断每一个参数的第一字符，如果第一个字符是“-”（短横线），则认为是“-r”或者“-n”中的一个，然后作进一步判断。
如果该参数的第二个字符是数字，则判断该参数为记录的条数，如果该参数的第二个字符是“r”，则判断该参数为“-r”，用于记录路由；如果参数的第一个字符是数字，则认为参数是IP地址；或者datasize,然后作进一步的判断。
如果该参数中不存在非数字的字符，则判断该参数为datasize；如果存在非数字的字符，则判断该参数为IP地址；其他情况则判断为主机名。
参数获取的流程如图9.3所示。
图9.3 参数获取流程图4.ping()函数流程图ping()函数是本程序的核心部分它调用其他模块的函数来实现，其主要步骤包括创建接字，设置路由选项（如果需要的话）、设置接收和发送超时值、名字解析（如果需要的话）、分配内存、创建ICMP报文、发送ICMP请求报文、接收ICMP应答报文和解读ICMP报文。
其执行流程如图9.4所示。
图9.4 Ping 函数流程图9.3.2数据结构设计本程序定义了3个结构体：-iphdr、-icmphdr、和-ipotionhdr，分别用于存放IP报头信息、ICM P报头信息和IP路由选项信息。
1.定义IP报头结构体Typedef struct _iphdr{Unsigned int h_len:4;Unsigned int version:4;Unsigned char tos;Unsigned short total_len;Unsigned short ident;Unsigned short frag_flags;Unsigned char ttl;Unsigned chor proto;Unsigned short checksum;Unsigned int sourceIP;Unsigned int destIP;} IpHeader;h-len:4 : 表示IP报头长度，首部长度指的是首部占32bit字的数目，包括任何选项。
由于它是一个4bit 字段，因此首部最长为60个字节，不包括任何选项的IP报头是20个字节。
Version:4: 表示IP的版本号，这里表示Ipv4.。
Top: 表示服务的类型，可以表示最小时延，最大吞吐量，最高可靠性和最小费用。
Total –len: 整个IP数据报的总长度。
Ident: 唯一的标识符，标识主机发送的每一份数据报。
Frag-flags: 分段标志，表示过长的数据报是否要分段。
Ttl: 生存期，表示数据报可以经过的最多路由器数。
Proto: 协议类型（TCP、UDP等）。
Checksum: 校验和。
sourceIP: 源IP地址。
destIP: 目的IP地址。
2.定义ＩＣＭＰ报头结构体Typedef struct –icmphdr{BYTE i_type;BYTE i_code :USHORT i_cksum;USHORT i_id;USHORT i_seq;ULONG timestamp;} IcmpHeader;其中各字段表示意义如下。
I_tye : ＩＣＭＰ报文类型。
I_code : 该类型中的代码号，一种ICMP 报文的类型号和该类型中的代码号共同决定。
、I_cksum: 校验和。
I_seq: 序列号，序列号从0开始，每发送一次新的回显请求就加1. Timestamp: 时间。
3.定义IP 选项结构体Typedef struct _ipoptionhdr{Unsigned char code;Unsigned char len;Unsigned char ptr;Unsigned loang addr[9];} IcmpHeader;Code: 指明IP 选项类型，对于路由记录选项，它的值是7。
Len: 选项头长度。
Ptr: 地址指针字段，是一个基于1的指针，指向存放下一个IP地址的位置。
addr[9]: 记录的Ip地址列表，由于IP首部中选项的空间有限，所以可以记录的Ip地址最多是9个。
9.33函数功能描述1）IntPing()函数原型：void IntPing()IntPing()函数用于初始化ping 所需的全局变量，为各个变量赋初始值。
2)userHelp()函数原型：void userHelp()userHelp()函数用于显示用户帮助信息。
当程序检查到参数错误或者没有必要的参数（如主机IP地址或者主机名）时，则会调用此函数显示帮助信息。
3) GetArgments()函数原型：void GetArgments(int argc, char**argv)GetArgments()函数用于获取用户提交的参数。
其中argc 表示获取的参数个数，argv 用于存储获取的参数，这两个形参和主函数中的形参表示的意义一样的。
4)checkSum()函数原型：USHORT checkSum(USHORT *buffer,int size)checkSum()函数用于计算校验和。
计算过程是首先把数据报头中的校验和字段设置为0，然后对首部中每个16bit 进行二字段进制反码求和（整个首部看成是由一串16bit 的字组成），结果存在校验和字段中。
其中buffer 用于存放ICMP数据，size表示ICMP报文大小。
5)FillCMPData()函数原型：void FillCMPData()FillCMPData()函数用于填充ICMP数据报中各个字段。
其中icmp_data 表示ICMP数据，datasize 表示ICMP报文大小。
6) reeRes()函数原型：void reeRes()reeRes()函数用于释放占用的资源，包括关闭初始化socket 调用的函数的、关闭创建的socket和释放分配的内存等。
7)DecodeIPOptions()函数原型：void DecodeIPOptions()DecodeIPOptions()函数用于解读IP选项，从中读出从源主机到目的主机经过的路由，并输出路由信息。
Buf表示存放接收到的ICMP报文的缓冲区，bytes表示接收到的字节数。
8)DecodelICMPHeader()函数原型：void DecodelICMPHeader(char*buf,int bytes,SOCKADDR_IN*from) DecodelICMPHeader()函数用于解读ICMP报文信息。
Buf表示存放接收到的ICMP报文的缓冲区，bytes表示接收到的字节数，from 表示发送ICMP回显应答的主机IP地址。
9)PingTest()函数原型：void PingTest(int timeout)PingTest()函数用于进行Ping操作。
其中timeout表示设定的发送超时值。
9.4程序实现9.1.4 源码分析1. 程序预处理/*导入库文件*/#pragma comment( lib, "ws2_32.lib" )/*加载头文件*/#include <winsock2.h>#include <ws2tcpip.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <math.h>/*定义常量*//*表示要记录路由*/#define IP_RECORD_ROUTE 0x7/*默认数据报大小*/#define DEF_PACKET_SIZE 32/*最大的ICMP数据报大小*/#define MAX_PACKET 1024/*最大IP头长度*/#define MAX_IP_HDR_SIZE 60/*ICMP报文类型，回显请求*/#define ICMP_ECHO 8/*ICMP报文类型，回显应答*/#define ICMP_ECHOREPLY 0/*最小的ICMP数据报大小*/#define ICMP_MIN 8/*自定义函数原型*/void InitPing();void UserHelp();void GetArgments(int argc, char** argv);USHORT CheckSum(USHORT *buffer, int size);void FillICMPData(char *icmp_data, int datasize);void FreeRes();void DecodeIPOptions(char *buf, int bytes);void DecodeICMPHeader(char *buf, int bytes, SOCKADDR_IN* from); void PingTest(int timeout);/*IP报头字段数据结构*/typedef struct _iphdr{unsigned int h_len:4; /*IP报头长度*/unsigned int version:4; /*IP的版本号*/unsigned char tos; /*服务的类型*/unsigned short total_len; /*数据报总长度*/unsigned short ident; /*惟一的标识符*/unsigned short frag_flags; /*分段标志*/unsigned char ttl; /*生存期*/unsigned char proto; /*协议类型(TCP、UDP等)*/unsigned short checksum; /*校验和*/unsigned int sourceIP; /*源IP地址*/unsigned int destIP; /*目的IP地址*/} IpHeader;/*ICMP报头字段数据结构*/typedef struct _icmphdr{BYTE i_type; /*ICMP报文类型*/BYTE i_code; /*该类型中的代码号*/USHORT i_cksum; /*校验和*/USHORT i_id; /*惟一的标识符*/USHORT i_seq; /*序列号*/ULONG timestamp; /*时间戳*/} IcmpHeader;/*IP选项头字段数据结构*/typedef struct _ipoptionhdr{unsigned char code; /*选项类型*/unsigned char len; /*选项头长度*/unsigned char ptr; /*地址偏移长度*/unsigned long addr[9]; /*记录的IP地址列表*/ } IpOptionHeader;/*定义全局变量*/SOCKET m_socket;IpOptionHeader IpOption;SOCKADDR_IN DestAddr;SOCKADDR_IN SourceAddr;char *icmp_data;char *recvbuf;USHORT seq_no ;char *lpdest;int datasize;BOOL RecordFlag;double PacketNum;BOOL SucessFlag;2.初始化模块/*初始化变量函数*/void InitPing(){WSADATA wsaData;icmp_data = NULL;seq_no = 0;recvbuf = NULL;RecordFlag = FALSE;lpdest = NULL;datasize = DEF_PACKET_SIZE;PacketNum = 5;SucessFlag = FALSE;/*Winsock初始化*/if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData) != 0){/*如果初始化不成功则报错，GetLastError()返回发生的错误信息*/printf("WSAStartup() failed: %d\n", GetLastError());return ;}m_socket = INV ALID_SOCKET;}3.功能控制模块/*显示信息函数*/void UserHelp(){printf("UserHelp: ping -r <host> [data size]\n");printf(" -r record route\n");printf(" -n record amount\n");printf(" host remote machine to ping\n");printf(" datasize can be up to 1KB\n");ExitProcess(-1);}/*获取ping选项函数*/void GetArgments(int argc,char** argv){int i;int j;int exp;int len;int m;/*如果没有指定目的地地址和任何选项*/if(argc == 1){printf("\nPlease specify the destination IP address and the ping option as follow!\n");UserHelp();}for(i = 1; i < argc; i++){if (argv[i][0] == '-'){/*选项指示要获取记录的条数*/if(isdigit(argv[i][1])){PacketNum = 0;for(j=len-1,exp=0;j>=1;j--,exp++)/*根据argv[i][j]中的ASCII值计算要获取的记录条数(十进制数)*/PacketNum += ((double)(argv[i][j]-48))*pow(10,exp);}else{switch (tolower(argv[i][1])){/*选项指示要获取路由信息*/case 'r':RecordFlag = TRUE;break;/*没有按要求提供选项*/default:UserHelp();break;}}}/*参数是数据报大小或者IP地址*/else if (isdigit(argv[i][0])){for(m=1;m<len;m++){if(!(isdigit(argv[i][m]))){/*是IP地址*/lpdest = argv[i];break;}/*是数据报大小*/else if(m==len-1)datasize = atoi(argv[i]);}}/*参数是主机名*/else}}/*求校验和函数*/USHORT CheckSum(USHORT *buffer, int size){unsigned long cksum=0;while (size > 1){cksum += *buffer++;size -= sizeof(USHORT);}if (size){cksum += *(UCHAR*)buffer;}/*对每个16bit进行二进制反码求和*/cksum = (cksum >> 16) + (cksum & 0xffff);cksum += (cksum >>16);return (USHORT)(~cksum);}/*填充ICMP数据报字段函数*/void FillICMPData(char *icmp_data, int datasize){IcmpHeader *icmp_hdr = NULL;char *datapart = NULL;icmp_hdr = (IcmpHeader*)icmp_data;/*ICMP报文类型设置为回显请求*/icmp_hdr->i_type = ICMP_ECHO;icmp_hdr->i_code = 0;/*获取当前进程IP作为标识符*/icmp_hdr->i_id = (USHORT)GetCurrentProcessId();icmp_hdr->i_cksum = 0;icmp_hdr->i_seq = 0;datapart = icmp_data + sizeof(IcmpHeader);/*以数字0填充剩余空间*/memset(datapart,'0',datasize-sizeof(IcmpHeader)); }/*释放资源函数*/void FreeRes(){/*关闭创建的套接字*/if (m_socket != INV ALID_SOCKET)closesocket(m_socket);/*释放分配的内存*/HeapFree(GetProcessHeap(), 0, recvbuf);HeapFree(GetProcessHeap(), 0, icmp_data);/*注销WSAStartup()调用*/WSACleanup();return ;}4.数据报解读模块/*解读IP选项头函数*/void DecodeIPOptions(char *buf, int bytes){IpOptionHeader *ipopt = NULL;IN_ADDR inaddr;int i;HOSTENT *host = NULL;/*获取路由信息的地址入口*/ipopt = (IpOptionHeader *)(buf + 20);printf("RR: ");for(i = 0; i < (ipopt->ptr / 4) - 1; i++){inaddr.S_un.S_addr = ipopt->addr[i];if (i != 0)printf(" ");/*根据IP地址获取主机名*/host = gethostbyaddr((char *)&inaddr.S_un.S_addr,sizeof(inaddr.S_un.S_addr), AF_INET);/*如果获取到了主机名，则输出主机名*/if (host)printf("(%-15s) %s\n", inet_ntoa(inaddr), host->h_name);/*否则输出IP地址*/elseprintf("(%-15s)\n", inet_ntoa(inaddr));}return;}/*解读ICMP报头函数*/void DecodeICMPHeader(char *buf, int bytes, SOCKADDR_IN *from){IpHeader *iphdr = NULL;IcmpHeader *icmphdr = NULL;unsigned short iphdrlen;DWORD tick;static int icmpcount = 0;iphdr = (IpHeader *)buf;/*计算IP报头的长度*/iphdrlen = iphdr->h_len * 4;tick = GetTickCount();/*如果IP报头的长度为最大长度(基本长度是20字节)，则认为有IP选项，需要解读IP选项*/if ((iphdrlen == MAX_IP_HDR_SIZE) && (!icmpcount))/*解读IP选项，即路由信息*/DecodeIPOptions(buf, bytes);/*如果读取的数据太小*/if (bytes < iphdrlen + ICMP_MIN){printf("Too few bytes from %s\n",inet_ntoa(from->sin_addr));}icmphdr = (IcmpHeader*)(buf + iphdrlen);/*如果收到的不是回显应答报文则报错*/if (icmphdr->i_type != ICMP_ECHOREPLY){printf("nonecho type %d recvd\n", icmphdr->i_type);return;}/*核实收到的ID号和发送的是否一致*/if (icmphdr->i_id != (USHORT)GetCurrentProcessId()){printf("someone else's packet!\n");return ;}SucessFlag = TRUE;/*输出记录信息*/printf("%d bytes from %s:", bytes, inet_ntoa(from->sin_addr));printf(" icmp_seq = %d. ", icmphdr->i_seq);printf(" time: %d ms", tick - icmphdr->timestamp);printf("\n");icmpcount++;return;}5.Ping 测试模块/*ping函数*/void PingTest(int timeout){int ret;int readNum;int fromlen;struct hostent *hp = NULL;/*创建原始套接字，该套接字用于ICMP协议*/m_socket = WSASocket(AF_INET, SOCK_RA W, IPPROTO_ICMP, NULL, 0,WSA_FLAG_OVERLAPPED);/*如果套接字创建不成功*/if (m_socket == INV ALID_SOCKET){printf("WSASocket() failed: %d\n", WSAGetLastError());return ;}/*若要求记录路由选项*/if (RecordFlag){/*IP选项每个字段用0初始化*/ZeroMemory(&IpOption, sizeof(IpOption));/*为每个ICMP包设置路由选项*/IpOption.code = IP_RECORD_ROUTE;IpOption.ptr = 4;IpOption.len = 39;ret = setsockopt(m_socket, IPPROTO_IP, IP_OPTIONS,(char *)&IpOption, sizeof(IpOption));if (ret == SOCKET_ERROR){printf("setsockopt(IP_OPTIONS) failed: %d\n",WSAGetLastError());}}/*设置接收的超时值*/readNum = setsockopt(m_socket, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO,(char*)&timeout, sizeof(timeout));if(readNum == SOCKET_ERROR){printf("setsockopt(SO_RCVTIMEO) failed: %d\n",WSAGetLastError());return ;}/*设置发送的超时值*/timeout = 1000;readNum = setsockopt(m_socket, SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO,(char*)&timeout, sizeof(timeout));if (readNum == SOCKET_ERROR){printf("setsockopt(SO_SNDTIMEO) failed: %d\n",WSAGetLastError());return ;}/*用0初始化目的地地址*/memset(&DestAddr, 0, sizeof(DestAddr));/*设置地址族，这里表示使用IP地址族*/DestAddr.sin_family = AF_INET;if ((DestAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(lpdest)) == INADDR_NONE){/*名字解析，根据主机名获取IP地址*/if ((hp = gethostbyname(lpdest)) != NULL){/*将获取到的IP值赋给目的地地址中的相应字段*/memcpy(&(DestAddr.sin_addr), hp->h_addr, hp->h_length);/*将获取到的地址族值赋给目的地地址中的相应字段*/DestAddr.sin_family = hp->h_addrtype;printf("DestAddr.sin_addr = %s\n", inet_ntoa(DestAddr.sin_addr));}/*获取不成功*/else{printf("gethostbyname() failed: %d\n",WSAGetLastError());return ;}}/*数据报文大小需要包含ICMP报头*/datasize += sizeof(IcmpHeader);/*根据默认堆句柄，从堆中分配MAX_PACKET内存块，新分配内存的内容将被初始化为0*/icmp_data =(char*) HeapAlloc(GetProcessHeap(), HEAP_ZERO_MEMORY,MAX_PACKET);recvbuf =(char*) HeapAlloc(GetProcessHeap(), HEAP_ZERO_MEMORY,MAX_PACKET);/*如果分配内存不成功*/if (!icmp_data){printf("HeapAlloc() failed: %d\n", GetLastError());return ;}/* 创建ICMP报文*/memset(icmp_data,0,MAX_PACKET);FillICMPData(icmp_data,datasize);while(1){static int nCount = 0;int writeNum;/*超过指定的记录条数则退出*/if (nCount++ == PacketNum)break;/*计算校验和前要把校验和字段设置为0*/((IcmpHeader*)icmp_data)->i_cksum = 0;/*获取操作系统启动到现在所经过的毫秒数，设置时间戳*/((IcmpHeader*)icmp_data)->timestamp = GetTickCount();/*设置序列号*/((IcmpHeader*)icmp_data)->i_seq = seq_no++;/*计算校验和*/((IcmpHeader*)icmp_data)->i_cksum = CheckSum((USHORT*)icmp_data,datasize);/*开始发送ICMP请求*/writeNum = sendto(m_socket, icmp_data, datasize, 0,(struct sockaddr*)&DestAddr, sizeof(DestAddr));/*如果发送不成功*/if (writeNum == SOCKET_ERROR){/*如果是由于超时不成功*/if (WSAGetLastError() == WSAETIMEDOUT){printf("timed out\n");continue;}/*其他发送不成功原因*/printf("sendto() failed: %d\n", WSAGetLastError());return ;}/*开始接收ICMP应答*/fromlen = sizeof(SourceAddr);readNum = recvfrom(m_socket, recvbuf, MAX_PACKET, 0,(struct sockaddr*)&SourceAddr, &fromlen);/*如果接收不成功*/if (readNum == SOCKET_ERROR){/*如果是由于超时不成功*/if (WSAGetLastError() == WSAETIMEDOUT){printf("timed out\n");continue;}/*其他接收不成功原因*/printf("recvfrom() failed: %d\n", WSAGetLastError());return ;}/*解读接收到的ICMP数据报*/DecodeICMPHeader(recvbuf, readNum, &SourceAddr);}}6.主函数int main(int argc, char* argv[]){InitPing();GetArgments(argc, argv);PingTest(1000);/*延迟1秒*/Sleep(1000);if(SucessFlag)printf("\nPing end, you have got %.0f records!\n",PacketNum);elseprintf("Ping end, no record!");FreeRes();getchar();return 0;}。
