ping工具的实现

应课程设计的需要，需要完成以下内容，实现ping工具的使用

任务要求：

使用该工具可以测试目标主机的状态
根据ICMP回显请求和回显应答报文，使用该工具测试目标主机的状态。

程序应该提供帮助信息
为了方便用户使用，该工具应该提供帮助信息，当用户需要帮助时可以进行查询。

经过为期两周的课程设计，通过从材料收集到最终完成，我从中学习到了很多，在这里进行了简单的分享
下面是核心代码：其基本实现了ping的操作，根据提示输入需要ping的主机或者域名就好

核心代码参考链接：https://blog.csdn.net/zhj082/article/details/80531628
这里非常感谢原作者
在此基础上简单的加上了ping的统计信息，更加的契合cmd下的返回信息

核心代码

# encoding:utf-8
import time
import struct
import socket
import select
import sysdef chesksum(data):n=len(data)m=n % 2sum=0for i in range(0, n - m ,2):sum += (data[i]) + ((data[i+1]) << 8)#传入data以每两个字节（十六进制）通过ord转十进制，第一字节在低位，第二个字节在高位if m:sum += (data[-1])#将高于16位与低16位相加sum = (sum >> 16) + (sum & 0xffff)sum += (sum >> 16) #如果还有高于16位，将继续与低16位相加answer = ~sum & 0xffff#  主机字节序转网络字节序列（参考小端序转大端序）answer = answer >> 8 | (answer << 8 & 0xff00)return answerdef request_ping(data_type,data_code,data_checksum,data_ID,data_Sequence,payload_body):#  把字节打包成二进制数据imcp_packet = struct.pack('>BBHHH32s',data_type,data_code,data_checksum,data_ID,data_Sequence,payload_body)icmp_chesksum = chesksum(imcp_packet)  #获取校验和#  把校验和传入，再次打包imcp_packet = struct.pack('>BBHHH32s',data_type,data_code,icmp_chesksum,data_ID,data_Sequence,payload_body)return imcp_packetdef raw_socket(dst_addr,imcp_packet):'''连接套接字,并将数据发送到套接字'''#实例化一个socket对象，ipv4，原套接字，分配协议端口rawsocket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_RAW,socket.getprotobyname("icmp"))#记录当前请求时间send_request_ping_time = time.time()#发送数据到网络rawsocket.sendto(imcp_packet,(dst_addr,80))#返回数据return send_request_ping_time,rawsocket,dst_addrdef reply_ping(send_request_ping_time,rawsocket,data_Sequence,timeout = 2):while True:#开始时间started_select = time.time()#实例化select对象，可读rawsocket，可写为空，可执行为空，超时时间what_ready = select.select([rawsocket], [], [], timeout)#等待时间wait_for_time = (time.time() - started_select)#没有返回可读的内容，判断超时if what_ready[0] == []:  # Timeoutreturn -1#记录接收时间time_received = time.time()#设置接收的包的字节为1024received_packet, addr = rawsocket.recvfrom(1024)#获取接收包的icmp头#print(icmpHeader)icmpHeader = received_packet[20:28]#反转编码type, code, checksum, packet_id, sequence = struct.unpack(">BBHHH", icmpHeader)if type == 0 and sequence == data_Sequence:return time_received - send_request_ping_time#数据包的超时时间判断timeout = timeout - wait_for_timeif timeout <= 0:return -1
def dealtime(dst_addr,sumtime,shorttime,longtime,accept,i,time):sumtime+=timeprint(sumtime)if i==4:print("{0}的Ping统计信息：".format(dst_addr))print("数据包：已发送={0},接收={1}，丢失={2}（{3}%丢失），\n往返行程的估计时间（以毫秒为单位）：\n\t最短={4}ms，最长={5}ms，平均={6}ms".format(i+1,accept,i+1-accept,(i+1-accept)/(i+1)*100,shorttime,longtime,sumtime))
def ping(host):send, accept, lost = 0, 0, 0sumtime, shorttime, longtime, avgtime = 0, 1000, 0, 0#TODO icmp数据包的构建data_type = 8 # ICMP Echo Requestdata_code = 0 # must be zerodata_checksum = 0 # "...with value 0 substituted for this field..."data_ID = 0 #Identifierdata_Sequence = 1 #Sequence numberpayload_body = b'abcdefghijklmnopqrstuvwabcdefghi' #data# 将主机名转ipv4地址格式，返回以ipv4地址格式的字符串，如果主机名称是ipv4地址，则它将保持不变dst_addr = socket.gethostbyname(host)print("正在 Ping {0} [{1}] 具有 32 字节的数据:".format(host,dst_addr))for i in range(0,4):send=i+1#请求ping数据包的二进制转换icmp_packet = request_ping(data_type,data_code,data_checksum,data_ID,data_Sequence + i,payload_body)#连接套接字,并将数据发送到套接字send_request_ping_time,rawsocket,addr = raw_socket(dst_addr,icmp_packet)#数据包传输时间times = reply_ping(send_request_ping_time,rawsocket,data_Sequence + i)if times > 0:print("来自 {0} 的回复: 字节=32 时间={1}ms".format(addr,int(times*1000)))accept+=1return_time=int(times * 1000)sumtime += return_timeif return_time > longtime:longtime = return_timeif return_time < shorttime:shorttime = return_timetime.sleep(0.7)else:lost+=1print("请求超时。")if send == 4:print("{0}的Ping统计信息:".format(dst_addr))print("\t数据包：已发送={0},接收={1}，丢失={2}（{3}%丢失），\n往返行程的估计时间（以毫秒为单位）：\n\t最短={4}ms，最长={5}ms，平均={6}ms".format(i + 1, accept, i + 1 - accept, (i + 1 - accept) / (i + 1) * 100, shorttime, longtime, sumtime/send))if __name__ == "__main__":# if len(sys.argv) < 2:#     sys.exit('Usage: ping.py <host>')# ping(sys.argv[1])i=input("请输入要ping的主机或域名\n")ping(i)# host='www.baidu.com'# ping(host)

运行截图如下

代码思路解析：

首先，获取ping的主机host值，传入到主函数进行下一步的操作，跟据ICMP报文格式，进行ICMP报文的本地构建，通过dns解析获取域名的ip地址，之后本地构建的ICMP报文进行按照格式进行打包，实现计算机可以识别的二进制数据流，封装好的ICMP报文进行校验和计算，把校验和带入，在次封装打包，实例化rocket对象，把封装后的ICMP报文发送给目标主机，对返回的信息进行解包与处理，最后汇总输出

图形化处理

只是这样完成了，可是用户体验很不好，最好就是图形化界面的实现，对用户隐藏后台操作，因为，用户爸爸是不关心怎么运行的，只关心结果。那么接下来就是图形化界面的实现
这里需要用到PyQt5的模块，如果没有安装去安装一下

Qt Designer的安装与汉化教程
https://blog.csdn.net/jia666666/article/details/81710839
pycharm中PyQt5的配置
https://blog.csdn.net/jia666666/article/details/81783410
PyQt5快速开发与实战-学习笔记
https://blog.csdn.net/jia666666/column/info/26409

环境配置的话，只需要看前两个就好了，第三个链接是深入学习PyQt5的，可以不看

先用py designer设计一个简洁的图形化界面，如下图
之后用pyuic进行ui转py的操作
如有不懂参考上面第二个链接
最后实现后台信号与槽函数之间的调用

这里在菜单栏里也写入了帮助信息，如下

到此，这个课程设计就算完成了。

下面是参考的一些资料

python实现一个简单的ping工具
https://blog.csdn.net/zhj082/article/details/80531628
官方模块解析
https://docs.python.org/3/library/socket.html
https://docs.python.org/3/library/select.html#select.select
https://docs.python.org/3/library/struct.html
https://docs.python.org/3/library/sys.html
如何计算icmp校验和
https://blog.csdn.net/zhj082/article/details/80518322
sys模块详解
https://blog.csdn.net/Alawaka2018/article/details/80784893
socked模块
https://www.cnblogs.com/God-Li/p/7625825.html
https://blog.csdn.net/rebelqsp/article/details/22109925

源文件下载

https://download.csdn.net/download/jia666666/10876415

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python实现ping工具

ping工具的实现

代码思路解析：

图形化处理

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