ping的详细解释

2021年3月3日发(作者：植树)

Ping.c

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

//

这里告诉我们

< p>
linux

下的

libc5

库是不提供

icmp

支持的，

所以如果是

libc5

库的

系统上如果要

ping ,

即需要自己定义相应的

icmp

结构

/* It turns out that libc5 doesn't have proper icmp support

* built into it header files, so we have to supplement it */

#if __GNU_LIBRARY__ < 5

static

const

int

ICMP_MINLEN

=

8;

//icmp

最小也要有

8

位，用来校验是判

断

/* abs minimum */

//

< br>以下是定义

icmp

结构，通常

icmp

是通过

ip

包发送的，所以发 送的数据在

通常是

在外先裹层

icmp

报头，然后在进入网络层裹上

ip< /p>

报头一起发送的，所以接受时，我们往往

要跳过

< br>ip

报头

然后把

icmp

的东西取出来判断

，这里对

ip

报头不分析，仅仅定义

libc5

需要的

icmp

结构

//

常见的

icmp

通常由

type

code

cksum

组成报头，

< p>
然后是根据不同需求需要发送的

data

字段，其 中不同需求

由

type

的代码的不同

而对

dat a

字段的包含也不同，而

ping

中通

常用的是

ICMP_ECHO

;co de

是代码段，

ping

中通常为

0

;cksum

是网络中

ip

等通常用的校

验算法，算法下面解释。

struct icmp_ra_addr

{

u_int32_t ira_addr;

u_int32_t ira_preference;

};

struct icmp

{

u_int8_t icmp_type;

/* type of message, see below */

//

这是

type

u_int8_t icmp_code;

/* type sub code */

//

这是

code

u_int16_t icmp_cksum;

/* ones complement checksum of struct */ //

校验

//

注意下面用了

union

结构，这 是因为

icmp

除了探测主机，即

pi ng

外还有其他的功能，根

据功能码的不同每次发出去的下面的 数据段结构其实是不一样的，在这里我们只需用到

struct ih_idseq

因为这是

ping

所需要的结构，其他的

icmp

管理， 我们暂时不用管，因为一

次只会用到一种数据类型

,

< p>
所以用

union

定义一个最大的空间

< p>

union

//

发 送的各个

data

的最大值

{

u_char ih_pptr;

/* ICMP_PARAMPROB */

struct in_addr ih_gwaddr;

/* gateway address */

struct ih_idseq

/* echo datagram */ //echo

是我 们关心程序发送给主机用来探

测的

{

u_int16_t icd_id;

//

这个是

id

u_int16_t icd_seq;

//

这个是

seq

就是包的顺序

} ih_idseq;

u_int32_t ih_void;

/* ICMP_UNREACH_NEEDFRAG -- Path MTU Discovery (RFC1191) */

struct ih_pmtu

//< /p>

这个是关于

MTU

路径的。不用

{

u_int16_t ipm_void;

u_int16_t ipm_nextmtu;

} ih_pmtu;

struct ih_rtradv

{

u_int8_t irt_num_addrs;

u_int8_t irt_wpa;

u_int16_t irt_lifetime;

} ih_rtradv;

} icmp_hun;

#define

icmp_pptr

icmp__pptr

//

这个就不多说了，

为了使用

方便的定义

#define

icmp_gwaddr

icmp__gwaddr

#define

icmp_id

icmp___id

#define

icmp_seq

icmp___seq

#define

icmp_void

icmp__void

#define

icmp_pmvoid

icmp___void

#define

icmp_nextmtu

icmp___nextmtu

#define

icmp_num_addrs

icmp___num_addrs

#define

icmp_wpa

icmp___wpa

#define

icmp_lifetime

icmp___lifetime

union

//< /p>

这里定义必要的主机回复的

Union

结 构，

Ping

中需要用的是

id_ts ;

代表响应时间

{

struct

{

u_int32_t its_otime;

u_int32_t its_rtime;

u_int32_t its_ttime;

} id_ts;

struct

{

struct ip idi_ip;

/* options and then 64 bits of data */

} id_ip;

struct icmp_ra_addr id_radv;

u_int32_t

id_mask;

u_int8_t

id_data[1];

} icmp_dun;

#define

icmp_otime

icmp___otime

//

这个同上

#define

icmp_rtime

icmp___rtime

#define

icmp_ttime

icmp___ttime

#define

icmp_ip

icmp___ip

#define

icmp_radv

icmp__radv

#define

icmp_mask

icmp__mask

#define

icmp_data

icmp__data

};

#endif

//

这里

icmp

结构定义结束，好象很复杂，但是在

< br>ping

中真正用到的不多，还有一点，在

IP

报头中我们还需要用到

IP

报头长度

< p>
IHL

和生存时间

TTL

，

报头长度用来让我们在

ping

时如

果通过

IP

路由转发后连

IP

报头一起返回时跳过到

icmp

< p>
而

ttl

是我们

ping

中需要的，而还

需说明的是

ip

因为是点对点的，不是

tcp,

所以

ping

中不需要

bind

和

listen

只需把信息发送

出去即可

;

切记

//

下面是数据包大小定义

，

icmp

中最小也要有

8

位，否则就不是

icmp

因为< /p>

icmp

报头包含

type

、

code

和

cksum< /p>

和这三项内容，长度为

8

位，

< p>
8

位和

16

位

< p>
,

然后

id

是

< p>
16

位的，

seq

是

16

位的，合起来正好

8

< br>个字节，这也是

icmp

的最小长度了。而最大长度则看 下面的定义

//

公用基本的数据定义

static const int DEFDATALEN = 56;

//

默认报头长度

static const int MAXIPLEN = 60;

//

一个 最大

ip

报头长度

static const int MAXICMPLEN = 76;

//

一个最大

icmp

报头长度

static const int MAXPACKET = 65468;

< br>//

最大

packet

，

icmp

规定最大发送数据

data=64k

#define

MAX_DUP_CHK

(8 * 128) //< /p>

这个

Ping

中没用到，其他地方有用< /p>

，

128

个字 节

static const int MAXWAIT = 10;

//

最大等

10

秒

static const int PINGINTERV

AL = 1;

//

两次间隔一秒

/* second */

#define O_QUIET

(1 << 0)

//

退出

//

这段是其他管理用到的，

pin g

程序中没起到什么作用

#define

A(bit)

rcvd_tbl[(bit)>>3]

/* identify byte in array */

#define

B(bit)

(1 << ((bit) & 0x07))

/* identify bit in byte */

#define

SET(bit)

(A(bit) |= B(bit))

#define

CLR(bit)

(A(bit) &= (~B(bit)))

#define

TST(bit)

(A(bit) & B(bit))

static void ping(const char *host);

/* common routines */

static int in_cksum(unsigned short *buf, int sz)

//

计算校验和的函数

{

int nleft = sz;

int sum = 0;

unsigned short *w = buf;

unsigned short ans = 0;

while (nleft > 1) {

sum += *w++;

//

这个意思是把前面的长度以

2

字节位单位加起来，

形成

和

sum,

为什么以

2

字 节为单位呢，因为

cksum

是个

2< /p>

字节大小的校验和

nleft -= 2;

}

if (nleft == 1) {

*(unsigned char *) (&ans) = *(unsigned char *) w;

//

如果为奇数时，会多出一个，

把它作为

两字节数据的高

16-8

位，它的

8-0

位添零后在和原

< p>
sum

相加。这样保证所有长度都加上了

sum += ans;

}

sum = (sum >> 16) + (sum & 0xFFFF);

//

然后是取反求得校验和的过程，这是网络上

常用的校验过程

sum += (sum >> 16);

ans = ~sum;

return (ans);

}

/* simple version */

#ifndef BB_FEATURE_FANCY_PING

//

分两种情况

，这种没参数

static char *hostname = NULL;

static

void

noresp(int

ign)

//

无返 回包输出无值信

息

{

printf(

exit(0);

}

static void ping(const char *host)

//

简单版下的

ping

程序

{

struct hostent *h;

struct sockaddr_in pingaddr;

struct icmp *pkt;

int pingsock, c;

char packet[DEFDATALEN + MAXIPLEN + MAXICMPLEN];

//

申请 空间大小，一个

ping

包一般最大也只能有那么大了

pingsock = create_icmp_socket();

//

建立

icmp

连接

memset(&pingaddr,

0,

sizeof(struct

sockaddr_in)); //

初

始

化

p ingaddr

地

址

大

小

sockaddr_in

的内存空间

_family = AF_INET;

h = xgethostbyname(host);

//

得到主机名

memcpy(&_addr, h->h_addr, sizeof(_addr)); //

同理

hostname = h->h_name;

pkt = (struct icmp *) packet;

//

< br>创建

icmp

包

memset(pkt, 0, sizeof(packet));

pkt->icmp_type = ICMP_ECHO;

//

告之所发送的是探测主机类型的

icmp

即

ping

pkt->icmp_cksum = in_cksum((unsigned short *) pkt, sizeof(packet));

//

进行校验和计算后添

入发送包

c = sendto(pingsock, packet, sizeof(packet), 0,

//

发送给想探测的机器

(struct sockaddr *) &pingaddr, sizeof(struct sockaddr_in));

if (c < 0 || c != sizeof(packet))

//

可能是网络故障，网线不通？

perror_msg_and_die(

signal(SIGALRM,

noresp);

//

如果超时无响应则退出到

noresp,

告之机器无响

应

alarm(5);

//

等５秒

< br>,

简单版就一次

ping

，

要不成功，

要不失败

/*

give the host 5000ms to respond */

/* listen for replies */

while (1) {

struct sockaddr_in from;

size_t fromlen = sizeof(from);

//

接受机器的返回

if ((c = recvfrom(pingsock, packet, sizeof(packet), 0,

(struct sockaddr *) &from, &fromlen)) < 0) {

if (errno == EINTR)

continue;

perror_msg(

continue;

}

//icmp

的最大长度为７６

,

如果 大于，主机返回了

ip

报头，有这种情况

//

如果返回

ip

报头，首先我们要跳过

ip

报头，然后才能进行

icmp

的判断，这就需要

ihl

长

度了

if (c >= 76) {

/* ip + icmp */

struct iphdr *iphdr = (struct iphdr *) packet;

pkt

=

(struct

icmp

*)

(packet

+

(iphdr->ihl

<<

2));

/*

skip

ip

hdr

*/

//

跳过

ip

报头

< p>
ihl<<2

是因为

ihl

是以

4

字节为一个单位来记录

IP< /p>

报

头的长度

，

packet+()

则跳过长度

if (pkt->icmp_type == ICMP_ECHOREPL

Y) //

如果回复是

ping

应答类型

则成功

break;

}

}

printf(

//

告诉收到主机返回

return;

}

extern int ping_main(int argc, char **argv)

//

简单的

ping main

甚至不带除主机名之外任

何参数

{

argc--;

argv++;

if (argc < 1)

show_usage();

ping(*argv);

//

执行

ping

return EXIT_SUCCESS;

}

//

以上是一个简单的

ping

程序，很简单，只是探测和返回通不通，即没发送什么数据，连时< /p>