Linux网络编程篇之ICMP协议分析及ping程序实现

Linux网络编程系列:

Linux网络编程篇之Socket编程预备知识
Linux网络编程篇之TCP协议分析及聊天室功能实现

如果对Linux网络编程,对socket通信不是太清楚的同学,强烈推荐看一下上述的预备知识,说不定,就会喜欢上Linux的网络编程世界
本系列会尽量对协议的部分进行介绍, 结合简单应用例子进行掌握学习.

ping程序功能实现

效果展示

在这里插入图片描述

ping.c程序代码

/** @Author: D-lyw * @Date: 2018-11-01 17:00:20 * @Last Modified by: D-lyw* @Last Modified time: 2018-12-01 17:01:42* @Description 在Linux环境利用socket编程,基于ICMP协议实现ping功能*/
#include "ping.h"
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <netdb.h>            // struct icpmhdr, struct iphdr , gethostbyname, hostent
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <netinet/ip_icmp.h>
#include <sys/time.h>char sendbuf[1024];          // 用来存放将要发送的ip数据包
struct sockaddr_in sockaddr, recvsock;
int sockaddr_len = sizeof(struct sockaddr);
struct hostent *host;
int sockfd;
int ping_time = 5;int main(int argc, char const *argv[])
{if(argc != 2){fprintf(stderr, "Usage: ping <remote_hostname>\n", argv[0]);exit(1);}int on = 1;int pid;int psend = 0, precv = 0;memset(&sockaddr, 0, sizeof(struct sockaddr));if((sockaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1])) == INADDR_NONE){// 说明输入的主机名不是点分十进制,采用域名方式解析if((host = gethostbyname(argv[1])) == NULL){fprintf(stderr, "ping %s , 未知的名称!\n", argv[1]);exit(1);}sockaddr.sin_addr = *(struct in_addr *)(host->h_addr);}sockaddr.sin_family = AF_INET;// 创建原始套接字 SOCK_RAW 协议类型 IPPROTO_ICMPif((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_ICMP)) == -1){fprintf(stderr, "%s\n", strerror(errno));}setuid(getpid());pid = getpid();// 发包操作printf("PINGing %s %d data send.\n", argv[1], ICMP_DATA_LEN);int i = 1;int recvDataLen;int sendDatalen;char *recvbuf[1024];while(ping_time--){int packlen = packping(i++);if((sendDatalen = sendto(sockfd, sendbuf, packlen,0, (struct sockaddr *)&sockaddr, sizeof(sockaddr))) < 0){fprintf(stderr, "send ping package %d error, %s\n", i, strerror(errno));continue ;}if((recvDataLen = recvfrom(sockfd, recvbuf, sizeof(recvbuf), 0, (struct sockaddr *)&recvsock, &sockaddr_len)) == -1){fprintf(stderr, "recvmsg error, %s\n", strerror(errno));continue;}decodepack(recvbuf, recvDataLen);sleep(1);}return 0;
}// 发送ping数据包
int packping(int sendsqe){struct icmp *icmp_hdr;  // icmp头部指针icmp_hdr = (struct icmp *)sendbuf;icmp_hdr->icmp_type = ICMP_ECHO;icmp_hdr->icmp_code = 0;icmp_hdr->icmp_hun.ih_idseq.icd_id = getpid();icmp_hdr->icmp_hun.ih_idseq.icd_seq = sendsqe;memset(icmp_hdr->icmp_data, 0, ICMP_DATA_LEN);gettimeofday((struct timeval *)icmp_hdr->icmp_data, NULL);int icmp_total_len = 8 + ICMP_DATA_LEN;icmp_hdr->icmp_cksum = 0;icmp_hdr->icmp_cksum = checksum((unsigned char *)(sendbuf),icmp_total_len);return icmp_total_len;
}int decodepack(char *buf, int len){struct iphdr *ip_hdr;struct icmp *icmp_hdr;int iph_lenthg;float rtt; // 往返时间  struct timeval end; // 接收报文时的时间戳ip_hdr = (struct iphdr *)buf;// ip头部长度iph_lenthg = ip_hdr->ihl<<2;icmp_hdr = (struct icmp *)(buf + iph_lenthg);// icmp报文的长度len -= iph_lenthg;if(len < 8){fprintf(stderr, "Icmp package length less 8 bytes , error!\n");return -1;}// 确认是本机发出的icmp报文的响应if(icmp_hdr->icmp_type != ICMP_ECHOREPLY || icmp_hdr->icmp_hun.ih_idseq.icd_id != getpid()){fprintf(stderr, "Don't send to us!");return -1;}gettimeofday(&end, NULL);rtt = timesubtract((struct timeval *)&icmp_hdr->icmp_data, &end);printf("Received %d bytes from %s, ttl = %d, rtt = %f ms, icmpseq = %d \n", len, inet_ntoa(recvsock.sin_addr),ip_hdr->ttl, rtt, icmp_hdr->icmp_seq);return 0;
}// 计算时间差
float timesubtract(struct timeval *begin, struct timeval *end){int n;// 先计算两个时间点相差多少微秒n = ( end->tv_sec - begin->tv_sec ) * 1000000+ ( end->tv_usec - begin->tv_usec );// 转化为毫秒返回return (float) (n / 1000);
}// 校验和生成
ushort checksum(unsigned char *buf, int len){unsigned int sum=0;unsigned short *cbuf;cbuf=(unsigned short *)buf;while(len>1){sum+=*cbuf++;len-=2;}if(len)sum+=*(unsigned char *)cbuf;sum=(sum>>16)+(sum & 0xffff);sum+=(sum>>16);return ~sum;
}

ping.h程序代码

#include <netinet/ip_icmp.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <error.h>#define IPVERSION 4
#define ICMP_DATA_LEN 56int packping(int sendsqe);
ushort checksum(unsigned char *buf, int len);
int decodepack(char *buf, int len);
float timesubtract(struct timeval *begin, struct timeval *end);

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