一、数据结构
首先根据IP数据包格式（图下图）定义IP数据包头的数据结构
typedef struct tagIPHDR // IP数据包头部
{
u_char VIHL; // 版本号(4)+头长度(4)
u_char TOS; // 服务类型(8)
short TotLen; // 总长度(16)
short ID; // 标识(16)
short FlagOff; // 标志(3)+片偏移(13)
u_char TTL; // 生存时间TTL(8)
u_short CheckSum; // 头部校验和(16)
in_addr iaSrc; // 源IP地址(32)
in_addr iaDst; // 目标IP地址(32)
} IPHDR, *PIPHDR;
然后根据ICMP回送请求与应答报文格式定义ICMP的数据结构
typedef struct tagICMPHDR // ICMP回送请求与应带ICMP报文
{
u_char Type; // 类型(8)
u_char Code; // 代码(8)
u_short Checksum; // 校验和(16)
u_short ID; // 标识符(16)
u_short Seq; // 序号(16)
char Data; // 任选数据
} ICMPHDR, *PICMPHDR;
然后分别定义请求回送的数据长度
#define REQ_DATASIZE 32
请求回送的数据结构
typedef struct tagECHOREQUEST
{
ICMPHDR icmpHdr;
DWORD dwTime;
char cData[REQ_DATASIZE];
} ECHOREQUEST, *PECHOREQUEST;
ICMP回送应答的数据结构
typedef struct tagECHOREPLY
{
IPHDR ipHdr;
ECHOREQUEST echoRequest;
char cFiller[256];
} ECHOREPLY, *PECHOREPLY;
二、函数实现
（1）SendEchoRequest
函数功能是发送回送请求数据包，首先定义三个静态变量
static ECHOREQUEST echoReq; // 回送请求数据结构
static nId = 1; // 标识符
static nSeq = 1; // 序号然后填写回送请求信息
echoReq.icmpHdr.Type = ICMP_ECHOREQ; // 类型
echoReq.icmpHdr.Code = 0; // 代码
echoReq.icmpHdr.Checksum = 0; // 校验和
echoReq.icmpHdr.ID = nId++; // 标识符 echoReq.icmpHdr.Seq = nSeq++; // 序号
填写要发送的数据
for (i = 0; i < REQ_DATASIZE; i++)
{
echoReq.cData[i] = ' ' + i;
}保存发送时间
echoReq.dwTime = GetTickCount(); 数据存入包中并计算校验和
echoReq.icmpHdr.Checksum = in_chsum((u_short*)&echoReq, sizeof(ECHOREQUEST));发送回送请求
nRet = sendto(s,
(LPSTR)&echoReq,
sizeof(ECHOREQUEST),
0,
(LPSOCKADDR)lpstToAddr,
sizeof(SOCKADDR_IN));（2）RecvEchoReply
函数功能为接收回送应答数据
DWORD RecvEchoReply(SOCKET s, LPSOCKADDR_IN lpsaFrom, u_char *pTTL)
{
ECHOREPLY echoReply; // 回送应答数据结构
int nRet;
int nAddrLen = sizeof(sockaddr_in);
// 接受回送应答
nRet = recvfrom(s,
(LPSTR)&echoReply,
sizeof(ECHOREPLY),
0,
(LPSOCKADDR)lpsaFrom,
&nAddrLen);
// 检查返回的值
if (nRet == SOCKET_ERROR)
{
ReportError("recvfrom()");
}
*pTTL = echoReply.ipHdr.TTL; // 取得TTL值
return (echoReply.echoRequest.dwTime); // 返回所用时间
}
（3）WaitForEchoReply函数功能：等待套接子s是否有数据可读
int WaitForEchoReply(SOCKET s)
{
timeval Timeout;
fd_set readfds;
readfds.fd_count = 1;
readfds.fd_array[0] = s;
Timeout.tv_sec = 5;
Timeout.tv_usec = 0;
return (select(1, &readfds, NULL, NULL, &Timeout));
}
（3）in_chsum
函数功能计算校验和
u_short in_chsum(u_short *addr, int len)
{
register int nLeft = len;
register u_short *w = addr;
register u_short answer;
register int sum = 0;
while (nLeft > 1)
{
sum += *w++;
nLeft -= 2;
}
if (nLeft == 1)
{
u_short u = 0;
*(u_char*)(&u) = *(u_char*)w;
sum += u;
}
sum = (sum >> 16) + (sum & 0xffff);
sum += (sum >> 16);
answer = ~sum;
return (answer);
}（4）main函数的实现
第一步：定义Winsock数据结构wsaData并新建版本号1.1
第二步：调用WSAStartup初始化wsaData
第三步：调用Ping函数
第四步：调用WSACleanup释放Winsock
void main(int argc, char **argv)
{
WSADATA wsaData;
WORD wVersionRequested = MAKEWORD(1, 1); // Winsock1.1
int nRet;
// 命令行参数检查
if (argc != 2)
{
fprintf(stderr, "/nUsage: ping hostname/n");
return;
}
// 初始化Winsock
nRet = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);
if (nRet)
{
fprintf(stderr, "/nError initializing Winsock/n");
return;
}
if (wsaData.wVersion != wVersionRequested)
{
fprintf(stderr, "/nWinsock version not supported/n");
return;
}
// 调用ping函数
Ping(argv[1]);
//Ping("www.sina.com");
// 释放Winsock
WSACleanup();
}（5）Ping
函数功能：实现ping功能
定义函数用到的数据
SOCKET rawSocket; // 原始套接字
LPHOSTENT lpHost; // 主机信息
sockaddr_in saDest; // 目的地址
sockaddr_in saSrc; // 源地址
DWORD dwTimeSent; // 发送时间
DWORD dwElapsed; // 延迟时间然后创建一个原始套接字
创建一个原始套接口，协议为ICMP协议
rawSocket = socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_ICMP);根据用户输入的目的地址获取
lpHost = gethostbyname(pstrHost);
设置目标套接口地址
saDest.sin_addr.s_addr = *((u_long FAR*)(lpHost->h_addr));
saDest.sin_family = AF_INET;
saDest.sin_port = 0; 输出ping程序的提示信息
printf("/nPinging %s [%s] with %d bytes of data:/n",
pstrHost,
inet_ntoa(saDest.sin_addr),
REQ_DATASIZE); 发送ICMP回送请求
SendEchoRequest(rawSocket, &saDest);
使用select()等待接收回送的数据 WaitForEchoReply(rawSocket);
接收应答
dwTimeSent = RecvEchoReply(rawSocket, &saSrc, &cTTL);
计算传输时间，并输出提示信息
dwElapsed = GetTickCount() - dwTimeSent;答应应答信息
printf("/nReply from: %s: bytes=%d time=%ldms TTL=%d",
inet_ntoa(saSrc.sin_addr),
REQ_DATASIZE,
dwElapsed,
cTTL);
}
// 关闭套接字
nRet = closesocket(rawSocket);附：程序源代码
// ping.h
// 在该头文件中定义了IP和ICMP协议头的结构
#pragma pack(1)
#define ICMP_ECHOREPLY 0
#define ICMP_ECHOREQ 8
typedef struct tagIPHDR // IP数据包头部
{
u_char VIHL; // 版本号(4)+头长度(4)
u_char TOS; // 服务类型(8)
short TotLen; // 总长度(16)
short ID; // 标识(16)
short FlagOff; // 标志(3)+片偏移(13)
u_char TTL; // 生存时间TTL(8)
u_short CheckSum; // 头部校验和(16)
in_addr iaSrc; // 源IP地址(32)
in_addr iaDst; // 目标IP地址(32)
} IPHDR, *PIPHDR;
typedef struct tagICMPHDR // ICMP回送请求与应带ICMP报文
{
u_char Type; // 类型(8)
u_char Code; // 代码(8)
u_short Checksum; // 校验和(16)
u_short ID; // 标识符(16)
u_short Seq; // 序号(16)
char Data; // 任选数据
} ICMPHDR, *PICMPHDR;
// 请求回送的数据长度
#define REQ_DATASIZE 32
// ICMP回送请求的数据结构
typedef struct tagECHOREQUEST
{
ICMPHDR icmpHdr;
DWORD dwTime;
char cData[REQ_DATASIZE];
} ECHOREQUEST, *PECHOREQUEST;
// ICMP回送应答
typedef struct tagECHOREPLY
{
IPHDR ipHdr;
ECHOREQUEST echoRequest;
char cFiller[256];
} ECHOREPLY, *PECHOREPLY;
#pragma pack()
// ping.cpp
// 实现简易ping功能
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <winsock.h>
#include "ping.h"
void Ping(LPCSTR pstrHost);
void ReportError(LPCSTR pstrFrom);
int WaitForEchoReply(SOCKET s);
u_short in_chsum(u_short *addr, int len);
// ICMP 回送请求和应答函数声明
int SendEchoRequest(SOCKET, LPSOCKADDR_IN);
DWORD RecvEchoReply(SOCKET, LPSOCKADDR_IN, u_char *);
// 主程序
void main(int argc, char **argv)
{
WSADATA wsaData;
WORD wVersionRequested = MAKEWORD(1, 1); // Winsock1.1
int nRet;
// 命令行参数检查
if (argc != 2)
{
fprintf(stderr, "/nUsage: ping hostname/n");
return;
}
// 初始化Winsock
nRet = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);
if (nRet)
{
fprintf(stderr, "/nError initializing Winsock/n");
return;
}
if (wsaData.wVersion != wVersionRequested)
{
fprintf(stderr, "/nWinsock version not supported/n");
return;
}
// 调用ping函数
Ping(argv[1]);
//Ping("www.sina.com");
// 释放Winsock
WSACleanup();
}
void Ping(LPCSTR pstrHost)
{
SOCKET rawSocket; // 原始套接字
LPHOSTENT lpHost; // 主机信息
sockaddr_in saDest; // 目的地址
sockaddr_in saSrc; // 源地址
DWORD dwTimeSent; // 发送时间
DWORD dwElapsed; // 延迟时间
u_char cTTL;
int nLoop;
int nRet;
// 创建一个原始套接口
rawSocket = socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_ICMP);
if (rawSocket == SOCKET_ERROR)
{
ReportError("socket()");
return;
}
lpHost = gethostbyname(pstrHost);
if (lpHost == NULL)
{
fprintf(stderr, "/nHost not found: %s/n", pstrHost);
return;
}
// 设置目标套接口地址
saDest.sin_addr.s_addr = *((u_long FAR*)(lpHost->h_addr));
saDest.sin_family = AF_INET;
saDest.sin_port = 0;
// 输出ping程序的提示信息
printf("/nPinging %s [%s] with %d bytes of data:/n",
pstrHost,
inet_ntoa(saDest.sin_addr),
REQ_DATASIZE);
// 控制ping执行的次数
for (nLoop = 0; nLoop < 4; nLoop++)
{
// 发送ICMP回送请求
SendEchoRequest(rawSocket, &saDest);
// 使用select()等待接收回送的数据
nRet = WaitForEchoReply(rawSocket);
if (nRet == SOCKET_ERROR)
{
ReportError("select()");
break;
}
if (!nRet)
{
printf("/nTimeOut/n");
break;
}
// 接收应答
dwTimeSent = RecvEchoReply(rawSocket, &saSrc, &cTTL);
// 计算传输时间，并输出提示信息
dwElapsed = GetTickCount() - dwTimeSent;
printf("/nReply from: %s: bytes=%d time=%ldms TTL=%d",
inet_ntoa(saSrc.sin_addr),
REQ_DATASIZE,
dwElapsed,
cTTL);
}
printf("/n");
// 关闭套接字
nRet = closesocket(rawSocket);
if (nRet == SOCKET_ERROR)
{
ReportError("closesocket()");
}
}
int SendEchoRequest(SOCKET s, LPSOCKADDR_IN lpstToAddr)
{
static ECHOREQUEST echoReq; // 回送请求数据结构
static nId = 1; // 标识符
static nSeq = 1; // 序号
int nRet;
int i;
// 填写回送请求信息
echoReq.icmpHdr.Type = ICMP_ECHOREQ; // 类型
echoReq.icmpHdr.Code = 0; // 代码
echoReq.icmpHdr.Checksum = 0; // 校验和
echoReq.icmpHdr.ID = nId++; // 标识符
echoReq.icmpHdr.Seq = nSeq++; // 序号
// 填写要发送的数据
for (i = 0; i < REQ_DATASIZE; i++)
{
echoReq.cData[i] = ' ' + i;
}
// 保存发送时间
echoReq.dwTime = GetTickCount();
// 数据存入包中并计算校验和
echoReq.icmpHdr.Checksum = in_chsum((u_short*)&echoReq, sizeof(ECHOREQUEST));
// 发送回送请求
nRet = sendto(s,
(LPSTR)&echoReq,
sizeof(ECHOREQUEST),
0,
(LPSOCKADDR)lpstToAddr,
sizeof(SOCKADDR_IN));
if (nRet == SOCKET_ERROR)
{
ReportError("sendto()");
}
return nRet;
}
DWORD RecvEchoReply(SOCKET s, LPSOCKADDR_IN lpsaFrom, u_char *pTTL)
{
ECHOREPLY echoReply; // 回送应答数据结构
int nRet;
int nAddrLen = sizeof(sockaddr_in);
// 接受回送应答
nRet = recvfrom(s,
(LPSTR)&echoReply,
sizeof(ECHOREPLY),
0,
(LPSOCKADDR)lpsaFrom,
&nAddrLen);
// 检查返回的值
if (nRet == SOCKET_ERROR)
{
ReportError("recvfrom()");
}
*pTTL = echoReply.ipHdr.TTL; // 取得TTL值
return (echoReply.echoRequest.dwTime); // 返回所用时间
}
void ReportError(LPCSTR pstrFrom)
{
fprintf(stderr, "/n %d error: /n", WSAGetLastError());
}
// 等待套接子s是否有数据可读
int WaitForEchoReply(SOCKET s)
{
timeval Timeout;
fd_set readfds;
readfds.fd_count = 1;
readfds.fd_array[0] = s;
Timeout.tv_sec = 5;
Timeout.tv_usec = 0;
return (select(1, &readfds, NULL, NULL, &Timeout));
}
u_short in_chsum(u_short *addr, int len)
{
register int nLeft = len;
register u_short *w = addr;
register u_short answer;
register int sum = 0;
while (nLeft > 1)
{
sum += *w++;
nLeft -= 2;
}
if (nLeft == 1)
{
u_short u = 0;
*(u_char*)(&u) = *(u_char*)w;
sum += u;
}
sum = (sum >> 16) + (sum & 0xffff);
sum += (sum >> 16);
answer = ~sum;
return (answer);
}
如何编码实现Windows下的ping功能
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