c语言实现ping

在dos输入ping+主机名可以知道主机是否可达，这是网际控制报文协议ICMP的一个应用，为了更有效的转发IP数据报和提高交付成功机会，封装在ip数据包中的ICMP允许主机或路由器报告差错情况和提供异常情况的报告。更具体点的，向目的主机发送ICMP回送请求报文，收到此报文的主机必须向源主机或路由器发送ICMP回送回答报文。ICMP的报文格式是，常见的ICMP报文类型如下图





要模拟ping的过程，就是先数据封装一个ICMP报文，发送并对接收的ip数据报文处理的过程。以下为代码

#include<stdio.h>
#include<Winsock2.h>
#include<ws2tcpip.h>
#include<stdlib.h>
#include<malloc.h>
#include<string.h>
#pragma comment("WS2_32.lib")
#define DEF_ICMP_TIMEOUT 3000  //定义超时为3秒
#define ICMP_ECHO_REQUEST 8 //定义回显请求类型
#define DEF_ICMP_DATA_SIZE 20 //定义发送数据长度
#define DEF_ICMP_PACK_SIZE 32 //定义数据包长度
#define MAX_ICMP_PACKET_SIZE 1024 //定义最大数据包长度
#define ICMP_ECHO_REPLY 0 //定义回显应答类型

/*
*IP报头结构
*/
typedef struct
{
byte h_len_ver ; //IP版本号
byte tos ; // 服务类型
unsigned short total_len ; //IP包总长度
unsigned short ident ; // 标识
unsigned short frag_and_flags ; //标志位
byte ttl ; //生存时间
byte proto ; //协议
unsigned short cksum ; //IP首部校验和
unsigned long sourceIP ; //源IP地址
unsigned long destIP ; //目的IP地址
} IP_HEADER ;
/*
*定义ICMP数据类型
*/
typedef struct
{
byte type ; //类型-----8
byte code ; //代码-----8
unsigned short cksum ; //校验和------16
unsigned short id ; //标识符-------16
unsigned short seq ; //序列号------16
unsigned int choose ; //选项-------32
} ICMP_HEADER ;
typedef struct
{
int usSeqNo ; //记录序列号
DWORD dwRoundTripTime ; //记录当前时间
byte ttl ; //生存时间
IN_ADDR dwIPaddr ; //源IP地址
} DECODE_RESULT ;

//将命令行参数转换为ip地址
unsigned long GetIp(char *str){
unsigned long ulDestIP=inet_addr(str);
if(ulDestIP==INADDR_NONE){
HOSTENT *pHostent=gethostbyname(str);
if(pHostent){
ulDestIP=(*(IN_ADDR*)pHostent->h_addr).s_addr;
}
pHostent=gethostbyname("www.baidu.com");
if (pHostent == NULL) {
perror("getaddrinfo");
ulDestIP=2;
}
}
return ulDestIP;
}
//产生网际校验和
unsigned short GenerateChecksum(unsigned short *pBuf,int iSize){
unsigned long cksum=0;
while(iSize>1){
cksum+=*pBuf++;//将待校验的数据每16位逐位相加保存在cksum中
iSize-=sizeof(unsigned short);//每16位加完则将带校验数据量减16
}
//
if(iSize){
cksum+=*(unsigned char *)pBuf;
}
cksum=(cksum>>16)+(cksum&0xffff);
cksum+=(cksum>>16);

return (unsigned short)(~cksum);
}

//解析应答信息
int DecodeIcmpResponse(char *pBuf,int iPacketSize,DECODE_RESULT *stDecodeResult)

{
//获取收到的IP数据包的首部信息
IP_HEADER *pIpHrd=(IP_HEADER *)pBuf;
int iIpHrdLen=20;
if(iPacketSize<(int)(iIpHrdLen+sizeof(ICMP_HEADER))){
return 0;
}
//指针指向ICMP报文的首地址
ICMP_HEADER *pIcmpHrd=(ICMP_HEADER *)(pBuf+iIpHrdLen);

unsigned short usID,usSquNo;
//获取的数据包的type字段为ICMP_ECHO_REPLY,即受到一个回显应答的报文
if(pIcmpHrd->type==ICMP_ECHO_REPLY){
usID=pIcmpHrd->id;
//接受到的是网络字节顺序的seq字段信息，需要转成主机字节顺序
usSquNo=ntohs(pIcmpHrd->seq);
}
if(usID!=GetCurrentProcessId()||usSquNo!=stDecodeResult->usSeqNo){
return 0;
}
if(pIcmpHrd->type==ICMP_ECHO_REPLY){
stDecodeResult->ttl=pIpHrd->ttl;
stDecodeResult->dwIPaddr.s_addr=pIpHrd->sourceIP;
stDecodeResult->dwRoundTripTime=GetTickCount()-stDecodeResult->dwRoundTripTime;
return 1;
}
return 0;
}

//填充目的的socket
int CreateSocket(unsigned long ulDestIP){
//填充目的的socket
SOCKADDR_IN destSockAddr;
ZeroMemory(&destSockAddr,sizeof(SOCKADDR_IN));
destSockAddr.sin_family=AF_INET;
destSockAddr.sin_addr.s_addr=ulDestIP;
destSockAddr.sin_port = htons(0);

//初始化WinSock
WORD wVersionRequested = MAKEWORD(2,2);
WSADATA wsaData;
if(WSAStartup(wVersionRequested,&wsaData) != 0)
{
printf("初始化WinSock失败！\n") ;
return ;
}
//使用ICMP协议创建Raw Socket
SOCKET sockRaw = WSASocket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_ICMP, NULL, 0, WSA_FLAG_OVERLAPPED);
if(sockRaw == INVALID_SOCKET)
{
printf("WSASocket() failed: %d\n", WSAGetLastError());
return ;
}
//设置端口属性
int iTimeout=DEF_ICMP_TIMEOUT;
if(setsockopt(sockRaw,SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO,(char *)&iTimeout,sizeof(iTimeout))==SOCKET_ERROR){
printf("设置SO_RCVTIMEO失败\n");
}
if(setsockopt(sockRaw,SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO,(char *)&iTimeout,sizeof(iTimeout))==SOCKET_ERROR){
printf("设置SO_SNDTIMEO失败\n");
}

//定义发送的数据段
char IcmpSendBuf[DEF_ICMP_PACK_SIZE] ;
//填充ICMP数据包各字段
ICMP_HEADER * pIcmpHeader=(ICMP_HEADER *)IcmpSendBuf;
pIcmpHeader->type=ICMP_ECHO_REQUEST;
pIcmpHeader->code=0;
pIcmpHeader->id=(unsigned short)GetCurrentProcessId();
memset(IcmpSendBuf+sizeof(ICMP_HEADER),'E',DEF_ICMP_DATA_SIZE);

//循环发送4个请求回显icmp数据包
DECODE_RESULT stDecodeResult;
int usSeqNo;
for(usSeqNo=0;usSeqNo<=3;usSeqNo++){
pIcmpHeader->seq=htons(usSeqNo);
pIcmpHeader->cksum=0;
pIcmpHeader->cksum=GenerateChecksum((unsigned short *)IcmpSendBuf,sizeof(ICMP_HEADER)+DEF_ICMP_DATA_SIZE);

//记录序列号和当前时间
stDecodeResult.usSeqNo=usSeqNo;
stDecodeResult.dwRoundTripTime=GetTickCount();
//发送ICMP的EchoRequest数据包
if(sendto(sockRaw,IcmpSendBuf,sizeof(IcmpSendBuf),0,(SOCKADDR*)&destSockAddr,sizeof(destSockAddr))==SOCKET_ERROR){
//如果主机不可达则直接退出
if(WSAGetLastError()==WSAEHOSTUNREACH){
return 0;
}
}
SOCKADDR_IN from;
int iFromLen=sizeof(from);
int iReadLen;
//定义接收的数据包
char IcmpRecvBuf[MAX_ICMP_PACKET_SIZE] ;
while(1){
iReadLen=recvfrom(sockRaw,IcmpRecvBuf,MAX_ICMP_PACKET_SIZE,0,(SOCKADDR*)&from,&iFromLen);
if(iReadLen!=SOCKET_ERROR){//正确接受到一个ICMP报文
if(DecodeIcmpResponse(IcmpRecvBuf , sizeof(IcmpRecvBuf) , &stDecodeResult)==1)
{
printf("来自 %s 的回复: 字节 = %d 时间 = %dms TTL = %d\n" , inet_ntoa(stDecodeResult.dwIPaddr) ,
iReadLen - 20,stDecodeResult.dwRoundTripTime ,stDecodeResult.ttl) ;
}
break ;
}else if(WSAGetLastError()==WSAETIMEDOUT){//接受超时
printf("time out !  *****\n") ;
break ;
}else{
printf("发生未知错误！\n") ;
break ;
}
}
}
printf("\nping complete.\n");
closesocket(sockRaw);
WSACleanup();
return 0;
}
int main(int argc,char *argv[]){
char *arr=(char *)malloc(sizeof(char));
unsigned long ulDestIP;//ip地址
if(argv[1]!=NULL){
ulDestIP=GetIp(argv[1]);
}else{
printf("请输入ip地址：");
scanf("%s",arr);
ulDestIP=GetIp(arr);
}
CreateSocket(ulDestIP);
}