ping程序的设计与实现

.专业.专注. . word可编辑 . 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 起止日期: 2011年12月1日~2011年12月8日 指导教师:

计算机科学与技术系二○一一年制 .专业.专注.

. word可编辑 . 课程设计题目 Ping程序的设计与实现 组长 学号 2011220125 班级 计专（2）班 系别 计算机与信息工程学院 专业 计算机科学与技术

组员 指导教师

课程设计目的 通过设计Ping程序，理解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；数据报的发送；数据报的接等。 课程设计所需环境 WindowsXP+Visual C++6.0 课程设计任务要求 实现ping的基本功能，实现ping -t

课程设计工作进度计划 序号 起止日期 工 作 内 容 分工情况

01 2011-12-1~2011-12-2 展开思路讨论工作并搜集相关资料 .专业.专注. . word可编辑 . 课程设计任务书 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

02 2011-12-3~2011-12-6

具体制作，编写相关代码，制作相关窗口并实现，美化界面

。

03 2011-12-7~2011-12-8 编写并完成课程设计报告 指导教师签字： 年 月 日 教研室审核意见：

教研室主任签字： 年 月 日 .专业.专注.

. word可编辑 . 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。 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。 .专业.专注. . word可编辑 . 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 ) { sum += *w++; .专业.专注. . word可编辑 . nleft -= 2; } //补全奇数位 if ( nleft == 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 sum = (sum >> 16) + (sum & 0xffff); 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。 .专业.专注. . word可编辑 . 初始化ICMP头时先初始化消息类型和代码域， 之后是回显请求头。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); 函数说明： 为了在应用程序当中调用任何一个Winsock API函数，首先第一件事情就是必须通过WSAStartup函数完成对Winsock服务的初始化，因此需要调用WSAStartup函数。使用Socket的程序在使用Socket之前必须调用WSAStartup函数。 该函数的第一个参数指明程序请求使用的Socket版本，其中高位字节指明副版本、低位字节指明主版本； 操作系统利用第二个参数返回请求的Socket的版本信息。当一个应用程序调用WSAStartup函数时， .专业.专注. . word可编辑 . 操作系统根据请求的Socket版本来搜索相应的Socket库，然后绑定找到的Socket库到该应用程序中。 以后应用程序就可以调用所请求的Socket库中的其它Socket函数了。 (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。 第一个参数指定应用程序使用的通信协议的协议族，对于TCP/IP协议族，该参数置AF_INET; 第二个参数指定要创建的套接字类型，流套接字类型为SOCK_STREAM、数据报套接字类型为SOCK_DGRAM、 原始套接字SOCK_RAW(WinSock接口并不适用某种特定的协议去封装它，而是由程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