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  • 2021-02-12 22:44:05

    【实例简介】

    1.已知参数:目的节点IP地址或主机名

    2.设计要求:通过原始套接字编程,模拟Ping命令,实现其基本功能,即输入一个IP地址或一段IP地址的范围,分别测试其中每个IP地址所对应主机的可达性,并返回耗时、生存时间等参数,并统计成功发送和回送的Ping报文。

    2.1初始化Windows Sockets网络环境;

    2.2解析命令行参数,构造目的端socket地址;

    2.3定义IP、ICMP报文;

    2.4接收ICMP差错报文并进行解析。

    3. 程序实现主要用到Java网络包中的类InetAddress。

    【实例截图】

    【核心代码】

    ping程序的实现

    └── ping程序的实现

    ├── Ping.jar

    ├── myPing

    │   ├── bin

    │   │   └── com

    │   │   └── zhusien

    │   │   └── ping

    │   │   ├── Ping.class

    │   │   ├── Ping.jardesc

    │   │   ├── PingFrame$1.class

    │   │   ├── PingFrame$2.class

    │   │   ├── PingFrame$3.class

    │   │   ├── PingFrame.class

    │   │   └── PingRunnable.class

    │   └── src

    │   └── com

    │   └── zhusien

    │   └── ping

    │   ├── Ping.jardesc

    │   ├── Ping.java

    │   ├── PingFrame.java

    │   └── PingRunnable.java

    └── 实验报告.doc

    10 directories, 13 files

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    前言

    本实验主要是应用ICMP报文实现Tracert和Ping功能,主要用的是Windows中的库,所以程序只能在Windows下运行。
    在博客结束的地方,附上C/C++的Tracert源码和Ping源码,两个源码来自指导书和网络。
    我的程序也改编自这两个源码

    白嫖容易,创作不易,本文原创,转载请注明!!!
    源码和可运行程序:
    链接:https://pan.baidu.com/s/1A9KctmpP2JJgyW2wLrehIg
    提取码:Lin2

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    创作不易,整个课程设计程序3000多行代码,所有实验都写在了一个程序中,时间有限,能力不足,转载望注明!!!
    本文链接
    个人博客:https://ronglin.fun/archives/266
    PDF链接:见博客网站
    CSDN: https://blog.csdn.net/RongLin02/article/details/122510039

    实验题目

    Tracert 与 Ping 程序设计与实现

    实验目的

    了解 Tracert 程序的实现原理
    了解 Ping 程序的实现原理
    参照附录,了解 Tracert 程序的实现原理,并调试通过。然后参考 Tracert 程序和教材 4.4.2 节,编写一个 Ping 程序,并能测试本局域网的所有机器是否在线,例如 QuickPing 程序。

    总体设计

    (含背景知识或基本原理与算法、或模块介绍、设计步骤等)
    先简单的说一下原理,就是不论是Tracert还是Ping,都是利用了IPPROTO_ICMP类型的数据报,格式如下:

    //SOCK_RAW表示原始套接字,即不是TCP也不是UDP
    SOCKET sockRaw=WSASocket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_ICMP,NULL,0,WSA_FLAG_OVERLAPPED);
    

    然后通过修改其中的部分数据来实现对应的功能

    Tracert

    Tracert的主要功能就是获取数据报所经过的路由器线路
    Tracert的基本原理如下,构造一个数据报,将它的初始TTL值设置为1,这样的话,主机将数据发出到第一个路由器1号,然后这个路由器1号将TTL-1,TTL=0,然后路由器1号就把数据报丢弃了,然后向源主机发送一个ICMP时间超过差错报告报文。然后主机就通过解析回传的数据就知道了路由器1号的信息。然后再构造一个数据报,,将它的TTL值设置为2,这样数据就如此流向,主机->路由器1号->路由器2号,然后路由器2号把数据丢弃,发送差错报告,主机就是知道了路由器2号的信息。如此往复直到数据到达了目的主机。
    在我的程序设计中,用一个单独的线程完成Tracert功能,同时在线程中的run()方法中构造套接字,创建连接,得到结果,分析结果,直到到达目的地址。用单独的线程主要是因为在反复发送接收数据时需要较长的时间。
    同时根据指导书上的Tracert源代码构造以下方法

    //对数据包进行解码
    bool MyTracert::DecodeIcmpResponse(char * pBuf,int iPacketSize,DECODE_RESULT &DecodeResult,BYTE ICMP_ECHO_REPLY,BYTE ICMP_TIMEOUT)
    //计算校验和
    USHORT MyTracert::checksum(USHORT *pBuf,int iSize)
    

    同时还有若干槽函数和setter getter方法就不贴出来了

    Ping

    ping的原理也是利用ICMP数据报文,主要就是检测连通性
    PING的源码我是从网上找的MSDN的源码,思路如下:
    初始化WSADATA ->构造ICMP数据报->创建原始套接字 ->设置发送/接受超时时间 -> 用sendto发送ICMP报文->用recvfrom接受返回的数据 -> 分析数据 ->将结果返回给前端界面

    主要设计的方法如下:

        //填充ICMP数据报
        void fill_icmp_data(char *, int);
        //计算校验和
        USHORT checksum(USHORT *, int);
        //解析返回的数据报
        bool decode_resp(char *,int,struct sockaddr_in *);
    

    详细设计

    (含主要的数据结构、程序流程图、关键代码等)
    在这里插入图片描述

    Tracert

    界面上图左侧
    这个主要是要用到3个参数,第一个是要Tracert的IP地址和域名,第二个是要设置的超时时间,第三个是设置转发的节点

    IP地址和域名

    这个是根据用户输入,然后用Windows API提供的方法解析ip和域名,部分代码如下:

    bool MyTracert::isLegalIP(QString ip)
    {
        WSADATA* wsa =(WSADATA*) malloc(sizeof(WSADATA));
        WSAStartup(MAKEWORD(2,2),wsa);
        bool flag = true;
        //得到 IP 地址
        u_long ulDestIP=inet_addr(ip.toUtf8().data());
        //转换不成功时按域名解析
        if(ulDestIP==INADDR_NONE)
        {
            hostent * pHostent=gethostbyname(ip.toUtf8().data());
            if(!pHostent)
            {
                flag = false;
            }
        }
        free(wsa);
        return flag;
    }
    

    通过此方法就知道了用户输入的ip是否合法

    超时时间

    超时时间主要是用在创建套接字的时候,在Windows API中用法如下,其中变量iTimeout(:int)就是设置超时时间

        //接收超时 (用于任意类型、任意状态套接口的设置选项值)
        setsockopt(sockRaw,SOL_SOCKET,SO_RCVTIMEO,(char *)&iTimeout,sizeof(iTimeout));
        //发送超时
        setsockopt(sockRaw,SOL_SOCKET,SO_SNDTIMEO,(char *)&iTimeout,sizeof(iTimeout));
    

    当接收时间/发送时间超过设定的值的时候,就会出现错误WSAGetLastError()==WSAETIMEDOUT

    转发节点个数

    这个比较简单了,就是设置最大跳站数,就是最多允许查看的转发的路由器的节点数量

    int DEF_MAX_HOP=30; //最大跳站数
    

    然后点击开始就启动线程,然后将结果通过槽函数返回给前端界面

    Ping

    界面上图右侧
    这个主要是要用到4个参数,第一个是IP地址的开始值,第二个是IP地址结束值,第三个是设置超时时间,第四个设置ping的次数

    IP范围

    范围就是从开始到结束,同时只允许用户修改点分十进制的最后一部分,同时需要在前端界面中判断用户输入的是否正确,就是开始值<=结束值,同时根据用户输入的范围,构造出来一个IPList,然后传到MyPing类中。

    超时时间

    原理同Tracert

    ping次数

    这个就是对同一个ip地址发送ICMP数据报的次数,发送一次解析一次,如果解析成功(Ping通),返回结果,如果解析失败(无数据/超时/无法解析),则再次发送数据报。

    同时以上也写在了一个子线程中,以防长时间导致前端界面无响应。

    实验结果与分析

    结果如下:
    在这里插入图片描述

    同时启动两个功能
    左侧开始输出结果,因为超时时间问题,返回的结果都是超时
    右侧根据输入开始ping每一个结果然后输出结果
    在这里插入图片描述
    运行结果如上
    左侧经过17跳之后成功的到达,并且显示的域名对应的ip地址
    右侧从IP:39.101.201.10 到IP:39.101.201.30然后分别输出结果
    通过用cmd的Tracert指令和Ping指令检验,结果正确

    小结与心得体会

    对ICMP有了更深入的理解,同时常用的ping功能也知道了它的实现原理,获益匪浅,对计算机网络中网络层有了更深入的认识。
    =w=

    Tracert源码

    #include <iostream>
    #include <winsock2.h>
    #include <ws2tcpip.h>
    using namespace std;
    #pragma comment(lib, "Ws2_32.lib")
    //IP 报头
    typedef struct
    {
        unsigned char hdr_len:4; //4 位头部长度
        unsigned char version:4; //4 位版本号
        unsigned char tos; //8 位服务类型
        unsigned short total_len; //16 位总长度
        unsigned short identifier; //16 位标识符
        unsigned short frag_and_flags; //3 位标志加 13 位片偏移
        unsigned char ttl; //8 位生存时间
        unsigned char protocol; //8 位上层协议号
        unsigned short checksum; //16 位校验和
        unsigned long sourceIP; //32 位源 IP 地址
        unsigned long destIP; //32 位目的 IP 地址
    } IP_HEADER;
    //ICMP 报头
    typedef struct
    {
        BYTE type; //8 位类型字段
        BYTE code; //8 位代码字段
        USHORT cksum; //16 位校验和
        USHORT id; //16 位标识符
        USHORT seq; //16 位序列号
    } ICMP_HEADER;
    //报文解码结构
    typedef struct
    {
        USHORT usSeqNo; //序列号
        DWORD dwRoundTripTime; //往返时间
        in_addr dwIPaddr; //返回报文的 IP 地址
    } DECODE_RESULT;
    //计算网际校验和函数
    USHORT checksum(USHORT *pBuf,int iSize)
    {
        unsigned long cksum=0;
        while(iSize>1)
        {
            cksum+=*pBuf++;
            iSize-=sizeof(USHORT);
        }
        if(iSize)
        {
            cksum+=*(UCHAR *)pBuf;
        }
        cksum=(cksum>>16)+(cksum&0xffff);
        cksum+=(cksum>>16);
        return (USHORT)(~cksum);
    }
    //对数据包进行解码
    BOOL DecodeIcmpResponse(char * pBuf,int iPacketSize,DECODE_RESULT &DecodeResult,BYTE ICMP_ECHO_REPLY,BYTE ICMP_TIMEOUT)
    {
    //检查数据报大小的合法性
        IP_HEADER* pIpHdr = (IP_HEADER*)pBuf;
        int iIpHdrLen = pIpHdr->hdr_len * 4;
        if (iPacketSize < (int)(iIpHdrLen+sizeof(ICMP_HEADER)))
            return FALSE;
    //根据 ICMP 报文类型提取 ID 字段和序列号字段
        ICMP_HEADER *pIcmpHdr=(ICMP_HEADER *)(pBuf+iIpHdrLen);
        USHORT usID,usSquNo;
        if(pIcmpHdr->type==ICMP_ECHO_REPLY) //ICMP 回显应答报文
        {
            usID=pIcmpHdr->id; //报文 ID
            usSquNo=pIcmpHdr->seq; //报文序列号
        }
        else if(pIcmpHdr->type==ICMP_TIMEOUT)//ICMP 超时差错报文
        {
            char * pInnerIpHdr=pBuf+iIpHdrLen+sizeof(ICMP_HEADER); //载荷中的 IP 头
            int iInnerIPHdrLen=((IP_HEADER *)pInnerIpHdr)->hdr_len*4; //载荷中的 IP 头长
            ICMP_HEADER * pInnerIcmpHdr=(ICMP_HEADER *)(pInnerIpHdr+iInnerIPHdrLen);//载荷中的 ICMP 头
            usID=pInnerIcmpHdr->id; //报文 ID
            usSquNo=pInnerIcmpHdr->seq; //序列号
        }
        else
        {
            return false;
        }
    //检查 ID 和序列号以确定收到期待数据报
        if(usID!=(USHORT)GetCurrentProcessId()||usSquNo!=DecodeResult.usSeqNo)
        {
            return false;
        }
    //记录 IP 地址并计算往返时间
        DecodeResult.dwIPaddr.s_addr=pIpHdr->sourceIP;
        DecodeResult.dwRoundTripTime=GetTickCount()-DecodeResult.dwRoundTripTime;
    //处理正确收到的 ICMP 数据报
        if (pIcmpHdr->type == ICMP_ECHO_REPLY ||pIcmpHdr->type == ICMP_TIMEOUT)
        {
    //输出往返时间信息
            if(DecodeResult.dwRoundTripTime)
                cout<<" "<<DecodeResult.dwRoundTripTime<<"ms"<<flush;
            else
                cout<<" "<<"<1ms"<<flush;
        }
        return true;
    }
    int main()
    {
    //初始化 Windows sockets 网络环境
        WSADATA wsa;
        WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsa);
        char IpAddress[255];
        cout<<"请输入一个 IP 地址或域名:";
        cin>>IpAddress;
    //得到 IP 地址
        u_long ulDestIP=inet_addr(IpAddress);
    //转换不成功时按域名解析
        if(ulDestIP==INADDR_NONE)
        {
            hostent * pHostent=gethostbyname(IpAddress);
            if(pHostent)
            {
                ulDestIP=(*(in_addr*)pHostent->h_addr).s_addr;
            }
            else
            {
                cout<<"输入的 IP 地址或域名无效!"<<endl;
                WSACleanup();
                return 0;
            }
        }
        cout<<"Tracing route to "<<IpAddress<<" with a maximum of 30 hops.\n"<<endl;
    //填充目地端 socket 地址
        sockaddr_in destSockAddr;
        ZeroMemory(&destSockAddr,sizeof(sockaddr_in));
        destSockAddr.sin_family=AF_INET; //地址族 使用 IPv4 进行通信
        destSockAddr.sin_addr.s_addr=ulDestIP; // 32位的IP地址
    //创建原始套接字 详细说明:https://www.cnblogs.com/hgwang/p/6118634.html
        SOCKET sockRaw=WSASocket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_ICMP,NULL,0,
                                 WSA_FLAG_OVERLAPPED); //SOCK_RAW表示原始套接字,即不是TCP也不是UDP
    //超时时间
        int iTimeout=3000;
    //接收超时 (用于任意类型、任意状态套接口的设置选项值)
        setsockopt(sockRaw,SOL_SOCKET,SO_RCVTIMEO,(char *)&iTimeout,sizeof(iTimeout));
    //发送超时
        setsockopt(sockRaw,SOL_SOCKET,SO_SNDTIMEO,(char *)&iTimeout,sizeof(iTimeout));
    //构造 ICMP 回显请求消息,并以 TTL 递增的顺序发送报文
    //ICMP 类型字段
        const BYTE ICMP_ECHO_REQUEST=8; //请求回显
        const BYTE ICMP_ECHO_REPLY=0; //回显应答
        const BYTE ICMP_TIMEOUT=11; //传输超时
    //其他常量定义
        const int DEF_ICMP_DATA_SIZE=32; //ICMP 报文默认数据字段长度
        const int MAX_ICMP_PACKET_SIZE=1024;//ICMP 报文最大长度(包括报头)
        const DWORD DEF_ICMP_TIMEOUT=3000; //回显应答超时时间
        const int DEF_MAX_HOP=30; //最大跳站数
    //填充 ICMP 报文中每次发送时不变的字段
        char IcmpSendBuf[sizeof(ICMP_HEADER)+DEF_ICMP_DATA_SIZE];//发送缓冲区
        memset(IcmpSendBuf, 0, sizeof(IcmpSendBuf)); //初始化发送缓冲区
        char IcmpRecvBuf[MAX_ICMP_PACKET_SIZE]; //接收缓冲区
        memset(IcmpRecvBuf, 0, sizeof(IcmpRecvBuf)); //初始化接收缓冲区
        ICMP_HEADER * pIcmpHeader=(ICMP_HEADER*)IcmpSendBuf;
        pIcmpHeader->type=ICMP_ECHO_REQUEST; //类型为请求回显
        pIcmpHeader->code=0; //代码字段为 0
        pIcmpHeader->id=(USHORT)GetCurrentProcessId(); //ID 字段为当前进程号
        memset(IcmpSendBuf+sizeof(ICMP_HEADER),'E',DEF_ICMP_DATA_SIZE);//数据字段
        USHORT usSeqNo=0; //ICMP 报文序列号
        int iTTL=1; //TTL 初始值为 1
        BOOL bReachDestHost=FALSE; //循环退出标志
        int iMaxHot=DEF_MAX_HOP; //循环的最大次数
        DECODE_RESULT DecodeResult; //传递给报文解码函数的结构化参数
        while(!bReachDestHost&&iMaxHot--)
        {
    //设置 IP 报头的 TTL 字段
            setsockopt(sockRaw,IPPROTO_IP,IP_TTL,(char *)&iTTL,sizeof(iTTL));
            cout<<iTTL<<flush; //输出当前序号
    //填充 ICMP 报文中每次发送变化的字段
            ((ICMP_HEADER *)IcmpSendBuf)->cksum=0; //校验和先置为 0
            ((ICMP_HEADER *)IcmpSendBuf)->seq=htons(usSeqNo++); //填充序列号
            ((ICMP_HEADER *)IcmpSendBuf)->cksum=checksum((USHORT *)IcmpSendBuf,
                                                sizeof(ICMP_HEADER)+DEF_ICMP_DATA_SIZE); //计算校验和
    //记录序列号和当前时间
            DecodeResult.usSeqNo=((ICMP_HEADER*)IcmpSendBuf)->seq; //当前序号
            DecodeResult.dwRoundTripTime=GetTickCount(); //当前时间
    //发送 TCP 回显请求信息
            sendto(sockRaw,IcmpSendBuf,sizeof(IcmpSendBuf),0,(sockaddr*)&destSockAddr,sizeof(destSockAddr));
    //接收 ICMP 差错报文并进行解析处理
            sockaddr_in from; //对端 socket 地址
            int iFromLen=sizeof(from); //地址结构大小
            int iReadDataLen; //接收数据长度
            while(1)
            {
    //接收数据
                iReadDataLen=recvfrom(sockRaw,IcmpRecvBuf,MAX_ICMP_PACKET_SIZE,0,(sockaddr*)&from,&iFromLen);
                if(iReadDataLen!=SOCKET_ERROR)//有数据到达
                {
    //对数据包进行解码
                    if(DecodeIcmpResponse(IcmpRecvBuf,iReadDataLen,DecodeResult,ICMP_ECHO_REPLY,ICMP_TIMEOUT))
                    {
    //到达目的地,退出循环
                        if(DecodeResult.dwIPaddr.s_addr==destSockAddr.sin_addr.s_addr)
                            bReachDestHost=true;
    //输出 IP 地址
                        cout<<'\t'<<inet_ntoa(DecodeResult.dwIPaddr)<<endl;
                        break;
                    }
                }
                else if(WSAGetLastError()==WSAETIMEDOUT) //接收超时,输出*号
                {
                    cout<<" *"<<'\t'<<"Request timed out."<<endl;
                    break;
                }
                else
                {
                    break;
                }
            }
            iTTL++; //递增 TTL 值
        }
        return 0;
    }
    
    

    Ping源码

    /******************************************************************************\
    * ping.c - Simple ping utility using SOCK_RAW
    *
    * This is a part of the Microsoft Source Code Samples.
    * Copyright 1996-1997 Microsoft Corporation.
    * All rights reserved.
    * This source code is only intended as a supplement to
    * Microsoft Development Tools and/or WinHelp documentation.
    * See these sources for detailed information regarding the
    * Microsoft samples programs.
    \******************************************************************************/
    
    #define WIN32_LEAN_AND_MEAN
    #include <winsock2.h>
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
    
    #define ICMP_ECHO 8
    #define ICMP_ECHOREPLY 0
    
    #define ICMP_MIN 8                                           // minimum 8 byte icmp packet (just header)
    
    /* The IP header */
    typedef struct iphdr
    {
        unsigned int h_len:4; // length of the header
        unsigned int version:4; // Version of IP
        unsigned char tos; // Type of service
        unsigned short total_len; // total length of the packet
        unsigned short ident; // unique identifier
        unsigned short frag_and_flags; // flags
        unsigned char ttl;
        unsigned char proto; // protocol (TCP, UDP etc)
        unsigned short checksum; // IP checksum
        unsigned int sourceIP;
        unsigned int destIP;
    } IpHeader;
    
    //
    // ICMP header
    //
    typedef struct _ihdr
    {
        BYTE i_type;     //消息类型
        BYTE i_code;     //代码  /* type sub code */
        USHORT i_cksum;  //校验和
        USHORT i_id;     //ID号
        USHORT i_seq;    //序列号
        ULONG timestamp; //时间戳  /* This is not the std header, but we reserve space for time */
    } IcmpHeader;        //ICMP报文  包括报头和数据
    
    #define STATUS_FAILED 0xFFFF
    #define DEF_PACKET_SIZE 32
    #define MAX_PACKET 1024
    
    #define xmalloc(s) HeapAlloc(GetProcessHeap(),HEAP_ZERO_MEMORY,(s))
    #define xfree(p) HeapFree (GetProcessHeap(),0,(p))
    
    void fill_icmp_data(char *, int);
    USHORT checksum(USHORT *, int);
    void decode_resp(char *,int,struct sockaddr_in *);
    
    int main(int argc, char **argv)
    {
        WSADATA wsaData;
        SOCKET sockRaw;
        struct sockaddr_in dest;
        struct hostent * hp;
        int bread,datasize;
        int timeout = 1000;
        char *dest_ip;
        char *icmp_data;
        char *recvbuf;
        unsigned int addr=0;
        USHORT seq_no = 0;
        struct sockaddr_in from;
        int fromlen = sizeof(from);
    
        if (WSAStartup(MAKEWORD(2,1),&wsaData) != 0)
        {
            fprintf(stderr,"WSAStartup failed: %d\n",GetLastError());
            ExitProcess(STATUS_FAILED);
        }
    
        /*
        为了使用发送接收超时设置(即设置SO_RCVTIMEO, SO_SNDTIMEO),
        //    必须将标志位设为WSA_FLAG_OVERLAPPED !
        */
        sockRaw = WSASocket (AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_ICMP, NULL, 0,WSA_FLAG_OVERLAPPED);                    //建立一个原始套接字
        //sockRaw = WSASocket (AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_ICMP, NULL, 0,0);
    
        if (sockRaw == INVALID_SOCKET)
        {
            fprintf(stderr,"WSASocket() failed: %d\n",WSAGetLastError());
            ExitProcess(STATUS_FAILED);
        }
    
        timeout = 1000;   //设置接收超时时间
        bread = setsockopt(sockRaw,SOL_SOCKET,SO_RCVTIMEO,(char*)&timeout, sizeof(timeout)); //RECVTIMEO是接收超时时间
        if(bread == SOCKET_ERROR)
        {
            fprintf(stderr,"failed to set recv timeout: %d\n",WSAGetLastError());
            ExitProcess(STATUS_FAILED);
        }
    
        timeout = 1000;   //设置发送超时时间
        bread = setsockopt(sockRaw,SOL_SOCKET,SO_SNDTIMEO,(char*)&timeout, sizeof(timeout)); //SNDTIMEO是发送超时时间
        if(bread == SOCKET_ERROR)
        {
            fprintf(stderr,"failed to set send timeout: %d\n",WSAGetLastError());
            ExitProcess(STATUS_FAILED);
        }
        memset(&dest,0,sizeof(dest));            //目标地址清零
    
        hp = gethostbyname("www.baidu.com");      //通过域名或者主机名获取IP地址
        if (!hp)  //失败返回NULL
        {
            ExitProcess(STATUS_FAILED);
        }
        else
        {
            addr = inet_addr("14.215.177.37");    //www.baidu.com的ip地址
        }
    
        if ((!hp) && (addr == INADDR_NONE))        //既不是域名也不是点分十进制的IP地址
        {
            ExitProcess(STATUS_FAILED);
        }
    
        if (hp != NULL)                           //获取的是域名
            memcpy(&(dest.sin_addr),hp->h_addr,hp->h_length);   //从hostent得到的对方ip地址
        else
            dest.sin_addr.s_addr = addr;
    
        if (hp)
            dest.sin_family = hp->h_addrtype;    //sin_family不是一定只能填AF_INET吗?
        else
            dest.sin_family = AF_INET;
    
            addr = inet_addr("39.101.201.13");
        dest.sin_addr.s_addr = addr;
            //addr = inet_addr("14.215.177.37");
    
        dest_ip = inet_ntoa(dest.sin_addr);        //目标IP地址
    
        datasize = DEF_PACKET_SIZE;             //ICMP包数据大小设定为32
    
        datasize += sizeof(IcmpHeader);         //另外加上ICMP包的包头 其实包头占12个字节
    
        icmp_data = (char *)xmalloc(MAX_PACKET);//发送icmp_data数据包内存
        recvbuf = (char *)xmalloc(MAX_PACKET);  //存放接收到的数据
    
        if (!icmp_data)                         //分配内存
        {
            ExitProcess(STATUS_FAILED);
        }
    
        memset(icmp_data,0,MAX_PACKET);
        fill_icmp_data(icmp_data,datasize);         //只填充了ICMP包
    
        fprintf(stdout,"\nPinging %s ....\n\n",dest_ip);
    
        while(1)
        {
            int bwrote;
    
            ((IcmpHeader*)icmp_data)->i_cksum = 0;
            ((IcmpHeader*)icmp_data)->timestamp = GetTickCount(); //时间戳
    
            ((IcmpHeader*)icmp_data)->i_seq = seq_no++;           //ICMP的序列号
            ((IcmpHeader*)icmp_data)->i_cksum = checksum((USHORT*)icmp_data, datasize);   //icmp校验位
    
            //下面这个函数的问题是 发送数据只是ICMP数据包,而接收到的数据时包含ip头的 也就是发送和接收不对等
            //问题是sockRaw 设定了协议为 IPPROTO_ICMP
            bwrote = sendto(sockRaw,icmp_data,datasize,0,(struct sockaddr*)&dest, sizeof(dest));
            if (bwrote == SOCKET_ERROR)
            {
                if (WSAGetLastError() == WSAETIMEDOUT)     //发送时间超时
                {
                    printf("timed out\n");
                    continue;
                }
    
                fprintf(stderr,"sendto failed: %d\n",WSAGetLastError());
                ExitProcess(STATUS_FAILED);
            }
    
            if (bwrote < datasize )
            {
                fprintf(stdout,"Wrote %d bytes\n",bwrote);
            }
    
            bread = recvfrom(sockRaw,recvbuf,MAX_PACKET,0,(struct sockaddr*)&from, &fromlen);
            if (bread == SOCKET_ERROR)
            {
                if (WSAGetLastError() == WSAETIMEDOUT)
                {
                    printf("timed out\n");
                    continue;
                }
                fprintf(stderr,"recvfrom failed: %d\n",WSAGetLastError());
                ExitProcess(STATUS_FAILED);
            }
            decode_resp(recvbuf,bread,&from);
    
            Sleep(1000);
        }
    
        WSACleanup();
        system("pause");
    
        return 0;
    }
    
    /*
    The response is an IP packet. We must decode the IP header to locate
    the ICMP data
    */
    void decode_resp(char *buf, int bytes,struct sockaddr_in *from)
    {
        IpHeader *iphdr;
        IcmpHeader *icmphdr;
        unsigned short iphdrlen;
    
        iphdr = (IpHeader *)buf;      //接收到的数据就是原始的IP数据报
    
        iphdrlen = iphdr->h_len * 4 ; // number of 32-bit words *4 = bytes
    
        if (bytes < iphdrlen + ICMP_MIN)
        {
            printf("Too few bytes from %s\n",inet_ntoa(from->sin_addr));
        }
    
        icmphdr = (IcmpHeader*)(buf + iphdrlen);
    
        if(icmphdr->i_type == 3)
        {
            printf("network unreachable -- Response from %s.\n",inet_ntoa(from->sin_addr));
            return ;
        }
    
        if (icmphdr->i_id != (USHORT)GetCurrentProcessId())
        {
            fprintf(stderr,"someone else's packet!\n");
            return ;
        }
        printf("%d bytes from %s:",bytes, inet_ntoa(from->sin_addr));
        printf(" icmp_seq = %d ",icmphdr->i_seq);
        printf(" time: %d ms ",GetTickCount()-icmphdr->timestamp);
        printf(" ttl: %d",iphdr->ttl);
        printf("\n");
    }
    
    //完成ICMP的校验
    USHORT checksum(USHORT *buffer, int size)
    {
        unsigned long cksum=0;
    
        while(size >1)
        {
            cksum+=*buffer++;
            size -=sizeof(USHORT);
        }
    
        if(size )
        {
            cksum += *(UCHAR*)buffer;
        }
    
        cksum = (cksum >> 16) + (cksum & 0xffff);
        cksum += (cksum >>16);
        return (USHORT)(~cksum);
    }
    
    /*
    Helper function to fill in various stuff in our ICMP request.
    */
    void fill_icmp_data(char * icmp_data, int datasize)
    {
    
        IcmpHeader *icmp_hdr;
        char *datapart;
    
        icmp_hdr = (IcmpHeader*)icmp_data;
    
        icmp_hdr->i_type = ICMP_ECHO;                   //ICMP_ECHO要求收到包的主机回复此ICMP包
        icmp_hdr->i_code = 0;
        icmp_hdr->i_id = (USHORT)GetCurrentProcessId(); //id填当前进程的id
        icmp_hdr->i_cksum = 0;
        icmp_hdr->i_seq = 0;
    
        datapart = icmp_data + sizeof(IcmpHeader);
        //
        // Place some junk in the buffer.
        //
        memset(datapart,'E', datasize - sizeof(IcmpHeader));  //填充了一些废物
    }
    
    
    展开全文
  • 计算机网络课程设计,利用socket套接字编写出ping程序,测试本局域网的当前所有机器是否在线
  • 计算机网络基础课程设计Ping程序实现
  • ping程序设计与实现.pdf 可以实现ping程序,课程设计用。
  • Ping程序设计与实现

    2016-05-26 13:45:08
    2.设计要求:通过原始套接字编程,模拟Ping命令,实现其基本功能,即输入一个IP地址或一段IP地址的范围,分别测试其中每个IP地址所对应主机的可达性,并返回耗时、生存时间等参数,并统计成功发送和回送的Ping报文。...
  • ping程序设计与实现

    2012-06-24 20:31:59
    计算机网络 课程设计 ping程序设计与实现 java版
  • 计算机网络课程设计之Tracert与Ping 程序设计与实现

    千次阅读 多人点赞 2018-12-28 15:49:45
    二、实验部分:Tracert Ping 程序设计与实现 参照附录 2,了解 Tracert 程序的实现原理,并调试通过。然后参考 Tracert 程序和教材 4.4.2 节, 编写一个 Ping 程序,并能测试本局域网的所有机器是否在线 ,运行...

    一、预备知识

    ICMP

    ICMP的报文是封装在IP数据部分中的。按照我的理解,ICMP就是在网络层中,反馈一些转发、访问等操作时的附带信息。
    在这里插入图片描述
    ICMP分为两种,ICMP差错报告报文(IP传输时的反馈)和ICMP询问报文(主动发起检查)。具体类型值和作用如下:

    • 3 终点不可达
    • 11 时间超过
    • 12 参数问题: IP首部数据有问题
    • 5 改变路由: 规定发送到某目的的IP,经过某路由
    • 8或0 回送请求或回答:向某台主机询问,主机必须给出某种回答
    • 13或14 时间戳请求或回答:向某台主机询问时间。

    ICMP的应用之tracert

    用于测试到达某IP地址所需的TTL(跳数),往返时间。

    原理:

      源主机向目的主机发送一连串IP数据报,数据报封装的是无法交付的UDP(使用错误的端口号,好坏的)。
      第一个数据包的生存时间TLL设置为1,当P1达到路径上的第一个路由时,路由器R1就收下,然后把TLL减1,这时TLL为0,R1就丢弃数据报,然后向源主机发送一个ICMP时间超过的差错报告报文。一直做下去,直到最后一个数据报到达目的主机,这是数据报的TTL是1。由于已经到达了目的地,那么主机收下数据报,且不做减一操作(TLL为1)。但是数据报的错误的,因此目的主机就会发一个ICMP终点不可达差错报告报文。

    下图的三个时间是因为每一次都发送三个相同的数据报。

    在这里插入图片描述

    ICMP的应用之ping

    向目的主机发送询问时间请求(ICMP中的13), 目的主机收到请求时,发回当前时间戳(ICMP中的14),因此利用时间戳可以计算出往返时间。

    二、实验部分:Tracert 与 Ping 程序设计与实现

    参照附录 2,了解 Tracert 程序的实现原理,并调试通过。然后参考 Tracert 程序和教材 4.4.2 节,编写一个 Ping 程序,并能测试本局域网的所有机器是否在线,运行界面如图 1 所示的 QuickPing 程序。
    在这里插入图片描述

    实现之前带着的疑问?

    1) 报文的具体组成?如何将ICMP数据部分 + ICMP数据头组成ICMP数据报。再将ICMP数据报加入IP数据中,最后让IP数据部分加上IP数据头构成IP数据报?
    2) IP报文通过什么方法解析,可以得到IP数据报的头和数据部分。然后数据部分如何解析出ICMP报文的头和数据部分?
    3)包装好的IP报文通过什么通道传输。

    疑问解答

    完整的代码我放到最后,在visual stdio下,关闭sdk检查,完美运行,下面对于程序的个人理解。

    问题一:报文的组成

    这一步是为了将希望传递的信息封装成char sendRev[],数据缓冲区也就是字符串数组。不过socket帮我们封装了一个方法,让我们不用具体构造到字符数组。这里后面再说。

    通过参数构造成ICMP头部结构体,然后再加上想要的ICMP数据部分。再构造出IP头部,把ICMP报文加到IP数据部分之前。这样完整的IP数据报就完成了。

    通过结构体构造出ICMP数据头
    //ICMP 报头,一共八个字节,前四个字节为:类型(1字节)、代码(1字节)和检验和(2字节)。后四个字节取决于类型
    typedef struct
    {
    	BYTE type; //8 位类型字段:标识ICMP的作用
    	BYTE code; //8 位代码字段
    	USHORT cksum; //16 位校验和
    	USHORT id; //16 位标识符
    	USHORT seq; //16 位序列号
    } ICMP_HEADER;
    
    
    通过结构体构造出IP数据头
    //IP 报头,标准IPV4占20字节
    typedef struct
    {
    	unsigned char hdr_len : 4; //4 位头部长度
    	unsigned char version : 4; //4 位版本号
    	unsigned char tos; //8 位服务类型
    	unsigned short total_len; //16 位总长度: 和头部长度一起就能区分 头 主体数据了
    	unsigned short identifier; //16 位标识符: 作用是分片后的重组
    	unsigned short frag_and_flags; //3 位标志加 13 位片偏移: 标志:MF 1是否还有分配 0 没有分片了
    									//                         DF 0 可以分片
    									// 片偏移:分片后的相对于原来的偏移
    	unsigned char ttl; //8 位生存时间
    	unsigned char protocol; //8 位上层协议号: 指出是何种协议
    	unsigned short checksum; //16 位校验和: 检验是否出错
    	unsigned long sourceIP; //32 位源 IP 地址
    	unsigned long destIP; //32 位目的 IP 地址
    } IP_HEADER;
    
    问题二:IP数据报的解析

    接收到的数据缓存是字符数组 char bufRev[],因此需要通过特定的解析(也就是拆成一段一段的)获取想要的信息。

    另外为了方便存取信息,这里又写了一种DECODE_RESULT,解码信息的结构体。把信息封装到结构体中,就比较方便的得到序列号、往返时间和目的IP了。

    //报文解码结构
    typedef struct
    {
    	USHORT usSeqNo; //序列号
    	DWORD dwRoundTripTime; //往返时间
    	in_addr dwIPaddr; //返回报文的 IP 地址
    }DECODE_RESULT;
    
    这里还需知识储备,就是字符串转结构体指针这种写法。它会把字符数组中的内容按顺序赋值到结构体中。

    char 占1个字节
    int 占4个字节

     unsigned char a[] = "0123456789abcdefghijk";  //无符号字符数组
        struct A         //结构体A,一个int 三个char 再接一个int
        {
            unsigned int a;
            unsigned char b;
            unsigned char c;
            unsigned char d;
            unsigned int e;
        } *pp;
    
        pp = (A*) a;
        cout<< (*pp).a <<' '<<(*pp).b <<' '<<(*pp).c <<' '<<endl;
    

    有了上面的知识储备,那么如何解析IP数据报(字符数组)就比较好理解了,通过特定的地址偏移,就能把字符数组赋值到IP、ICMP结构体中了

    具体的解析函数,大部分都打上了注释
    // 1)接收到的Buf 2)接收到的数据长度 3)解析结果封装到Decode 4)ICMP类型 ECHO_REPLY(是一个常量,放到全局也行) 5)ICMP类型 TIMEOUT
    BOOL DecodeIcmpResponse(char * pBuf, int iPacketSize, DECODE_RESULT &DecodeResult, BYTE
    	ICMP_ECHO_REPLY, BYTE ICMP_TIMEOUT)
    {
    	//查找数据报大小合法性
    		//pBuf的首地址,就是IP报的首地址,因此偏移0
    	IP_HEADER *pIpHdr = (IP_HEADER*)pBuf;  
    	int iIpHdrLen = pIpHdr->hdr_len * 4;
    	if(iPacketSize < (int)(iIpHdrLen + sizeof(ICMP_HEADER)))
    		return FALSE;
    	// 根据 ICMP 报文类型提取 ID 字段和序列号字段
    			//ICMP字段包含在 IP数据段的起始位置,因此偏移IP头长度,得到的就是ICMP头
    	ICMP_HEADER *pIcmpHdr = (ICMP_HEADER *)(pBuf + iIpHdrLen);
    
    	USHORT usID, usSquNo;
    	if (pIcmpHdr->type == ICMP_ECHO_REPLY) // ICMP 回显应答报文
    	{
    		usID = pIcmpHdr->id;//报文 ID
    		usSquNo = pIcmpHdr->seq;//报文序列号
    	}
    	else if (pIcmpHdr->type == ICMP_TIMEOUT)
    	{
    		// 如果是TIMEOUT ,那么在ICMP数据包中,会夹带一个IP报(荷载IP)
    		char * pInnerIpHdr = pBuf + iIpHdrLen + sizeof(ICMP_HEADER); // 荷载中的 IP 的头
    		int iInnerIPHdrLen = ((IP_HEADER*)pInnerIpHdr)->hdr_len * 4;// 荷载中的IP 头长度
    		ICMP_HEADER * pInnerIcmpHdr = (ICMP_HEADER*)(pInnerIpHdr + iInnerIPHdrLen); //荷载中的ICMP头
    		usID = pInnerIcmpHdr->id;// 报文ID
    		usSquNo = pInnerIcmpHdr->seq; // 序列号
    	}
    	else
    	{
    		return false;
    	}
    
    	// 检查 ID 和序列号以确定收到期待数据报
    	if (usID != (USHORT)GetCurrentProcessId() || usSquNo != DecodeResult.usSeqNo)
    	{
    		return false;
    	}
    	// 记录 IP 地址并计算往返时间
    	DecodeResult.dwIPaddr.S_un.S_addr = pIpHdr->sourceIP;
    	DecodeResult.dwRoundTripTime = GetTickCount() - DecodeResult.dwRoundTripTime;
    	//处理正确收到的 ICMP 数据包
    	if (pIcmpHdr->type == ICMP_ECHO_REPLY || pIcmpHdr->type == ICMP_TIMEOUT)
    	{
    		// 输出往返时间信息
    		if (DecodeResult.dwRoundTripTime)
    			cout << " " << DecodeResult.dwRoundTripTime << "ms" << flush;
    		else
    			cout << " " << "<1ms" << flush;   
    	}
    	return true;
    }
    
    问题三:传输的通道

    最后这个问题也是我比较困惑的,原因是Socket把底层封装好了,我们只需把参数(发送的IP结构、ICMP结构、目的主机地址结构体)填好,传递到sendto()函数里面,就能把IP数据报发送到目的主机。通过调用recv就能得到目的主机的反馈。目前我也没找到更加底层的分析,因此也只停留在会用而已。

    说一下这个程序干了什么事,如何使用

    效果

    在这里插入图片描述

    ping

    首先ping的原理是基础,ping也就是发送一个ICMP类型为"时间戳请求"的数据报,当目的主机收到后就会反馈一个ICMP类型为"时间戳回答"的报文,然后发送方接收到反馈后,进行解析。发现收到的数据报包含了ICMP类型为“时间戳回答”的报文,因此计算出往返时间,结果就是ping通

    tracert

    在ping的基础上做一些修改,发送的ICMP类型是"请求"而不是"时间戳请求",每次都是发送到目的主机,但是TTL从1慢慢增加,这样就能获得路径上所经过的网络设备。

    接收方

    只要目标主机开启了ICMP的功能,那么它接收到携带ICMP报文的IP就会自动处理,因此接收方接收的事情在操作系统已经帮我们完成了。

    发送方

    根据ping 和 tracert业务不同改变ICMP类型即可,但是tracert要慢慢增加TTL,而ping是一下子把TTL开的足够大。

    代码:实现ip区间内的tracert

    #include "pch.h"
    #include <iostream>
    #include <winsock2.h>
    #include <ws2tcpip.h>
    #include <stdlib.h> 
    
    using namespace std;
    #pragma comment(lib, "Ws2_32.lib")
    
    /******全局常量********/
    
    const int ipAddressSize = 17;
    
    //IP 报头
    typedef struct
    {
    	unsigned char hdr_len : 4; //4 位头部长度
    	unsigned char version : 4; //4 位版本号
    	unsigned char tos; //8 位服务类型
    	unsigned short total_len; //16 位总长度: 和头部长度一起就能区分 头 主体数据了
    	unsigned short identifier; //16 位标识符: 作用是分片后的重组
    	unsigned short frag_and_flags; //3 位标志加 13 位片偏移: 标志:MF 1是否还有分配 0 没有分片了
    									//                         DF 0 可以分片
    									// 片偏移:分片后的相对于原来的偏移
    	unsigned char ttl; //8 位生存时间
    	unsigned char protocol; //8 位上层协议号: 指出是何种协议
    	unsigned short checksum; //16 位校验和: 检验是否出错
    	unsigned long sourceIP; //32 位源 IP 地址
    	unsigned long destIP; //32 位目的 IP 地址
    } IP_HEADER;
    //ICMP 报头,一共八个字节,前四个字节为:类型(1字节)、代码(1字节)和检验和(2字节)。后四个字节取决于类型
    typedef struct
    {
    	BYTE type; //8 位类型字段:标识ICMP的作用
    	BYTE code; //8 位代码字段
    	USHORT cksum; //16 位校验和
    	USHORT id; //16 位标识符
    	USHORT seq; //16 位序列号
    } ICMP_HEADER;
    
    //报文解码结构
    typedef struct
    {
    	USHORT usSeqNo; //序列号
    	DWORD dwRoundTripTime; //往返时间
    	in_addr dwIPaddr; //返回报文的 IP 地址
    }DECODE_RESULT;
    //计算网际校验和函数
    USHORT checksum(USHORT *pBuf, int iSize)
    {
    	unsigned long cksum = 0;
    	while (iSize > 1)
    	{
    		cksum += *pBuf++;
    		iSize -= sizeof(USHORT);
    	}
    	if (iSize)
    	{
    		cksum += *(UCHAR *)pBuf;
    	}
    	cksum = (cksum >> 16) + (cksum & 0xffff);
    	cksum += (cksum >> 16);
    	return (USHORT)(~cksum);
    }
    
    // 1)接收到的Buf 2)接收到的数据长度 3)解析结果封装到Decode 4)ICMP回显类型 5)TIMEOUT时间	
    BOOL DecodeIcmpResponse2(char * pBuf, int iPacketSize, DECODE_RESULT &DecodeResult, BYTE
    	ICMP_ECHO_REPLY, BYTE ICMP_TIMEOUT)
    {
    	//查找数据报大小合法性
    		//pBuf的首地址,就是IP报的首地址
    	IP_HEADER *pIpHdr = (IP_HEADER*)pBuf;  
    	int iIpHdrLen = pIpHdr->hdr_len * 4;
    	if(iPacketSize < (int)(iIpHdrLen + sizeof(ICMP_HEADER)))
    		return FALSE;
    	// 根据 ICMP 报文类型提取 ID 字段和序列号字段
    			//ICMP字段包含在 IP数据段的起始位置,因此扣掉IP头,得到的就是ICMP头
    	ICMP_HEADER *pIcmpHdr = (ICMP_HEADER *)(pBuf + iIpHdrLen);
    
    	USHORT usID, usSquNo;
    	if (pIcmpHdr->type == ICMP_ECHO_REPLY) // ICMP 回显应答报文
    	{
    		usID = pIcmpHdr->id;//报文 ID
    		usSquNo = pIcmpHdr->seq;//报文序列号
    	}
    	else if (pIcmpHdr->type == ICMP_TIMEOUT)
    	{
    		// 如果是TIMEOUT ,那么在ICMP数据包中,会夹带一个IP报(荷载IP)
    		char * pInnerIpHdr = pBuf + iIpHdrLen + sizeof(ICMP_HEADER); // 荷载中的 IP 的头
    		int iInnerIPHdrLen = ((IP_HEADER*)pInnerIpHdr)->hdr_len * 4;// 荷载中的IP 头长度
    		ICMP_HEADER * pInnerIcmpHdr = (ICMP_HEADER*)(pInnerIpHdr + iInnerIPHdrLen); //荷载中的ICMP头
    		usID = pInnerIcmpHdr->id;// 报文ID
    		usSquNo = pInnerIcmpHdr->seq; // 序列号
    	}
    	else
    	{
    		return false;
    	}
    
    	// 检查 ID 和序列号以确定收到期待数据报
    	if (usID != (USHORT)GetCurrentProcessId() || usSquNo != DecodeResult.usSeqNo)
    	{
    		return false;
    	}
    	// 记录 IP 地址并计算往返时间
    	DecodeResult.dwIPaddr.S_un.S_addr = pIpHdr->sourceIP;
    	DecodeResult.dwRoundTripTime = GetTickCount() - DecodeResult.dwRoundTripTime;
    	//处理正确收到的 ICMP 数据包
    	if (pIcmpHdr->type == ICMP_ECHO_REPLY || pIcmpHdr->type == ICMP_TIMEOUT)
    	{
    		// 输出往返时间信息
    		if (DecodeResult.dwRoundTripTime)
    			cout << " " << DecodeResult.dwRoundTripTime << "ms" << flush;
    		else
    			cout << " " << "<1ms" << flush;   
    	}
    	return true;
    }
    
     
    char * findNextIp(char * nowIp);
    
    int main()
    {
    	//char ip[18] = "192.168.254.254";
    	//findNextIp(ip);
    
    	//初始化 Windows sockets 网络环境
    	WSADATA wsa;
    	WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsa);
    
    	 
    	cout << "请输入你要查找的起始IP" << endl;
    
    	char IpAddressBeg[ipAddressSize]; // 255.255.255.255
    	cin >> IpAddressBeg;
    	cout << "请输入你要查找的终止IP" << endl;
    
    	char IpAddressEnd[ipAddressSize]; // 255.255.255.255
    	cin >> IpAddressEnd;
    	
    	char nextIpAddress[17];
    	strcpy(nextIpAddress, IpAddressBeg);
    
    	while (strcmp(nextIpAddress, IpAddressEnd) != 0)
    	{
    		// 执行,单线程执行,实现后改成多线程
    		u_long ulDestIP = inet_addr(nextIpAddress);
    		//转换不成功时按域名解析
    		if (ulDestIP == INADDR_NONE)
    		{
    			hostent * pHostent = gethostbyname(nextIpAddress);
    			if (pHostent)
    			{
    				ulDestIP = (*(in_addr*)pHostent->h_addr).s_addr;
    			}
    			else {
    				cout << "输入的 IP 地址或域名无效!" << endl;
    				WSACleanup();
    				return 0;
    			}
    		}
    		// 填充目的 sockaddr_in
    		sockaddr_in destSockAddr;
    		ZeroMemory(&destSockAddr, sizeof(sockaddr_in));
    		destSockAddr.sin_family = AF_INET;
    		destSockAddr.sin_addr.S_un.S_addr = ulDestIP;
    
    		// 创建原始套接字
    		SOCKET sockRaw = WSASocket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_ICMP, NULL, 0,
    			WSA_FLAG_OVERLAPPED);
    		// 设置发送接收超时时间
    		int iTimeout = 3000;
    		setsockopt(sockRaw, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, (char *)&iTimeout, sizeof(iTimeout));
    		setsockopt(sockRaw, SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO, (char *)&iTimeout, sizeof(iTimeout));
    		// 构造 ICMP 回显请求消息, 并以TTL 递增顺序发送报文
    		// ICMP 字段
    		const BYTE ICMP_ECHO_REQUEST = 8;
    		const BYTE ICMP_ECHO_REPLY = 0;
    		const BYTE ICMP_TIMEOUT = 11;
    		//其他常量
    		const int DEF_ICMP_DATA_SIZE = 32; // ICMP 报文数据段长度
    		const int MAX_ICMP_PACKET_SIZE = 1024;//ICMP 报文最大长度(加上报头)
    		const DWORD DEF_ICMP_TIMEOUT = 3000;// 回显超时时间
    		const int DEF_MAX_HOP = 30; // 最大跳
    		// 填充 ICMP 报文中每次发送时不变的字段
    		char IcmpSendBuf[sizeof(ICMP_HEADER) + DEF_ICMP_DATA_SIZE];// 发送缓冲区
    		memset(IcmpSendBuf, 0, sizeof(IcmpSendBuf));
    		char IcmpRecvBuf[MAX_ICMP_PACKET_SIZE]; // 接收缓冲区
    		memset(IcmpRecvBuf, 0, sizeof(IcmpRecvBuf)); //初始化接收缓冲区
    		// 构造ICMP头
    		ICMP_HEADER * pIcmpHeader = (ICMP_HEADER*)IcmpSendBuf;
    		pIcmpHeader->type = ICMP_ECHO_REQUEST; // 类型: 请求回显
    		pIcmpHeader->code = 0;
    		pIcmpHeader->id = (USHORT)GetCurrentProcessId();// ID为进程PID
    		memset(IcmpSendBuf + sizeof(ICMP_HEADER), 'E', DEF_ICMP_DATA_SIZE);//数据字段
    		USHORT usSeqNo = 0; // ICMP 报文序列号
    		int iTTL = 1; // TTL初始化
    		BOOL bReachDestHost = FALSE; // 循环退出标志
    		int iMaxHot = DEF_MAX_HOP; // 最大循环数
    		DECODE_RESULT DecodeResult;// 传输数据的介质,封装成结构
    		while (!bReachDestHost && iMaxHot--)
    		{
    			bReachDestHost = FALSE;
    			// 设置 IP 报头的 TTL 字段
    			setsockopt(sockRaw, IPPROTO_IP, IP_TTL, (char *)&iTTL, sizeof(iTTL));
    			cout << iTTL << flush; // 输出当前序号
    			// 填充 ICMP报文中每次发送变化的字段
    			((ICMP_HEADER *)IcmpSendBuf)->cksum = 0;//校验和为0
    			((ICMP_HEADER *)IcmpSendBuf)->seq = htons(usSeqNo++);// 填充序列号
    			((ICMP_HEADER *)IcmpSendBuf)->cksum = checksum((USHORT *)IcmpSendBuf,
    				sizeof(ICMP_HEADER) + DEF_ICMP_DATA_SIZE); //计算校验和
    
    			// 记录序列号和时间
    
    			DecodeResult.usSeqNo = ((ICMP_HEADER*)IcmpSendBuf)->seq;
    			DecodeResult.dwRoundTripTime = GetTickCount();// 当前时间
    
    			// 指定对方信息
    			// 发送 TCP 回显请求信息
    			// 1)指定哪个Socket发给对方 2)发送的数据 3)flag 4)目的地址  5)目的地址的sockaddr_in结构
    			sendto(sockRaw, IcmpSendBuf, sizeof(IcmpSendBuf), 0, (sockaddr*)&destSockAddr, sizeof(destSockAddr));
    			
    			//接收 ICMP 差错报文并进行解析
    			sockaddr_in from; // 对端 socket地址,对方的
    			int iFromLen = sizeof(from);//地址结构大小
    			int iReadDataLen;// 接收数据长度
    			
    			// 接收正常的话,这个循环只会执行一次
    			while (true)
    			{
    				//接收数据
    				iReadDataLen = recvfrom(sockRaw, IcmpRecvBuf, MAX_ICMP_PACKET_SIZE, 0, (sockaddr*)&from, &
    					iFromLen); 
    				
    				if (iReadDataLen != SOCKET_ERROR) // 有数据到达
    				{
    					//解析数据包
    					if (DecodeIcmpResponse2(IcmpRecvBuf, iReadDataLen, DecodeResult, ICMP_ECHO_REPLY, ICMP_TIMEOUT))
    					{
    						// 到达目的地,退出循环
    						if (DecodeResult.dwIPaddr.S_un.S_addr == destSockAddr.sin_addr.S_un.S_addr)
    							bReachDestHost = true;
    						// 输出 IP 地址
    						cout << '\t' << inet_ntoa(DecodeResult.dwIPaddr) << endl;
    						break;
    					}
    
    				}
    				else if (WSAGetLastError() == WSAETIMEDOUT) //接收超时,输出*号
    				{
    					cout << " *" << '\t' << "Request timed out." << endl;
    					break;
    				}
    				else
    				{
    					break;
    				}
    			}
    			iTTL++;
    		}
    		cout << "查找: " << nextIpAddress << "结果为 ->" << (bReachDestHost ? "在线" : "不在线") << endl;
    		// 向下推
    		strcpy(nextIpAddress, findNextIp(nextIpAddress));
    	}
    }
    
    char *  findNextIp(char * nowIp)
    {
    	char nextIpAddress[ipAddressSize];
    	char z[4][4];
    	int idxIp = 0, idxj = 0;
    	for (int i = 0; i < strlen(nowIp); i++)
    	{
    		if (nowIp[i] == '.')
    		{
    			z[idxIp][idxj] = '\0';
    
    			idxIp++;
    			idxj = 0;
    
    			continue;
    
    		}
    		z[idxIp][idxj++] = nowIp[i];
    	}
    	z[idxIp][idxj] = '\0';
    
    	//for (int i = 0; i < 4; i++)
    	//{
    	//	puts(z[i]);
    	//}
    	//cout << endl;
    
    	for (int i = 3; i >= 0; i--)
    	{
    		if (strcmp("254", z[i]) == 0)
    		{
    			strcpy(z[i], "1"); // 这里让ip 1-254
    		}
    		else
    		{
    			int x;
    			x = atoi(z[i]) + 1;
    			itoa(x,z[i],10); // 第三个参数是 int的进制
    			 
    			break;
    		}
    	}
     
    
    	char retIp[ipAddressSize];
    	strcpy(retIp, z[0]);
    	char c[2] = ".";
    	for (int i = 1; i < 4; i++)
    	{
    		strcat(retIp, c);
    		strcat(retIp, z[i]);	
    	}
    	/*cout << retIp << endl;*/
    
    	return retIp;
    }
    
    展开全文
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    一、实验目的

    了解Tracert程序的实现原理,并调试通过。

    二、总体设计

    1. 基本原理

    tracert(跟踪路由)是路由跟踪实用程序,用于确定IP数据包访问目标所采取的路径。tracert 有一个固定的时间等待响应(ICMP TTL到期消息)。如果这个时间过了,它将打印出一系列的*号表明:在这个路径上,这个设备不能在给定的时间内发出ICMP TTL到期消息的响应。然后,Tracert给TTL记数器加1,继续进行。

    2. 设计步骤

    (1)加载套接字,创建套接字库;
    使用Socket的程序在使用Socket之前必须调用WSAStartup函数,以后应用程序就可以调用所请求的Socket库中的其他Socket函数了。
    (2)用inet_addr()将输入的点分十进制的IP地址转换为无符号长整型数,转换不成功时,按域名解析得到IP地址;
    gethostbyname()是查找主机名最基本的函数,如果调用成功,就返回一个指向hosten结构的指针,该结构中含有对应于给定主机名的主机名字和地址信息,用来承接域名解析的结构。
    (3)设置发送接收超时时间,即请求超时,设置接收、发送超时的套接字;
    (4)构造ICMP回显请求消息,并以TTL递增顺序发送报文,填充ICMP报文中每次发送时不变的字段,构造ICMP头;
    (5)设置IP报头的TTL字段,填充ICMP报文中每次发送变化的字段,记录序列号和当前时间;
    (6)指定对方信息,发送TCP回显请求信息;
    sendto()函数利用数据表的方式进行数据传输,指定哪个socket发送给对方
    (7)接收ICMP差错报文并进行解析:如果有数据到达,解析数据包,如果到达目的地址,输出IP地址;如果没有数据到达,输出接收超时,递增TTL值,TTL增为最大时,若还没有到达目的地址,退出循环,输出目的地址不在线;
    recvform()利用数据报方式进行数据传输,当recvfrom()返回时,(sockaddr*)&from包含实际存入from中的数据字节数。Recvfrom函数返回接收到的字节数或当出现错误时返回-1,并置相应的errno。
    (8)重复(2)-(7),实现查找一个范围内的IP地址。

    三、详细设计

    1. 程序流程图

    在这里插入图片描述

    2. 实验代码

    #include <iostream>
    #include <winsock2.h>
    #include <ws2tcpip.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <sstream>
    using namespace std;
    #pragma comment(lib, "Ws2_32.lib")
    const int ipAddressSize = 14;
    //int count11=0;
    //IP 报头
    typedef struct
    {
        unsigned char hdr_len : 4; //4 位头部长度
        unsigned char version : 4; //4 位版本号
        unsigned char tos; //8 位服务类型
        unsigned short total_len; //16 位总长度: 和头部长度一起就能区分 头 主体数据了
        unsigned short identifier; //16 位标识符: 作用是分片后的重组
        unsigned short frag_and_flags; //3 位标志加 13 位片偏移: 标志:MF 1是否还有分配 0 没有分片了
        //                         DF 0 可以分片
        // 片偏移:分片后的相对于原来的偏移
        unsigned char ttl; //8 位生存时间
        unsigned char protocol; //8 位上层协议号: 指出是何种协议
        unsigned short checksum; //16 位校验和: 检验是否出错
        unsigned long sourceIP; //32 位源 IP 地址
        unsigned long destIP; //32 位目的 IP 地址
    } IP_HEADER;
    //ICMP 报头,一共八个字节,前四个字节为:类型(1字节)、代码(1字节)和检验和(2字节)。后四个字节取决于类型
    typedef struct
    {
        BYTE type; //8 位类型字段:标识ICMP的作用
        BYTE code; //8 位代码字段
        USHORT cksum; //16 位校验和
        USHORT id; //16 位标识符
        USHORT seq; //16 位序列号
    } ICMP_HEADER;
    
    //报文解码结构
    //接收到的数据缓存是字符数组char bufRev[],因此需要通过特定的解析(也就是拆成一段一段的)获取想要的信息
    //把信息封装到结构体中,就比较方便的得到序列号、往返时间和目的IP了。
    typedef struct
    {
        USHORT usSeqNo; //序列号
        DWORD dwRoundTripTime; //往返时间
        in_addr dwIPaddr; //返回报文的 IP 地址
    } DECODE_RESULT;
    //计算网际校验和函数
    USHORT checksum(USHORT *pBuf, int iSize)
    {
        unsigned long cksum = 0;
        while (iSize > 1)
        {
            cksum += *pBuf++;
            iSize -= sizeof(USHORT);
        }
        if (iSize)
        {
            cksum += *(UCHAR *)pBuf;
        }
        cksum = (cksum >> 16) + (cksum & 0xffff);
        cksum += (cksum >> 16);
        return (USHORT)(~cksum);
    }
    //对数据包进行解码
    // 1)接收到的Buf 2)接收到的数据长度 3)解析结果封装到Decode 4)ICMP回显类型 5)TIMEOUT时间
    BOOL DecodeIcmpResponse2(char * pBuf, int iPacketSize, DECODE_RESULT &DecodeResult, BYTE
                             ICMP_ECHO_REPLY, BYTE ICMP_TIMEOUT)
    {
        //查找数据报大小合法性
        //pBuf的首地址,就是IP报的首地址
        IP_HEADER *pIpHdr = (IP_HEADER*)pBuf;
        int iIpHdrLen = pIpHdr->hdr_len * 4;
        if(iPacketSize < (int)(iIpHdrLen + sizeof(ICMP_HEADER)))
            return FALSE;
        // 根据 ICMP 报文类型提取 ID 字段和序列号字段
        //ICMP字段包含在 IP数据段的起始位置,因此扣掉IP头,得到的就是ICMP头
        ICMP_HEADER *pIcmpHdr = (ICMP_HEADER *)(pBuf + iIpHdrLen);
    
        USHORT usID, usSquNo;
        if (pIcmpHdr->type == ICMP_ECHO_REPLY) // ICMP 回显应答报文
        {
            usID = pIcmpHdr->id;//报文 ID
            usSquNo = pIcmpHdr->seq;//报文序列号
        }
        else if (pIcmpHdr->type == ICMP_TIMEOUT)//ICMP超时差错报文
        {
            // 如果是TIMEOUT ,那么在ICMP数据包中,会夹带一个IP报(荷载IP)
            char * pInnerIpHdr = pBuf + iIpHdrLen + sizeof(ICMP_HEADER); // 荷载中的 IP 的头
            int iInnerIPHdrLen = ((IP_HEADER*)pInnerIpHdr)->hdr_len * 4;// 荷载中的IP 头长度
            ICMP_HEADER * pInnerIcmpHdr = (ICMP_HEADER*)(pInnerIpHdr + iInnerIPHdrLen); //荷载中的ICMP头
            usID = pInnerIcmpHdr->id;// 报文ID
            usSquNo = pInnerIcmpHdr->seq; // 序列号
        }
        else
        {
            return false;
        }
    
        // 检查 ID 和序列号以确定收到期待数据报
        if (usID != (USHORT)GetCurrentProcessId() || usSquNo != DecodeResult.usSeqNo)
        {
            return false;
        }
        // 记录 IP 地址并计算往返时间
        DecodeResult.dwIPaddr.S_un.S_addr = pIpHdr->sourceIP;
        DecodeResult.dwRoundTripTime = GetTickCount() - DecodeResult.dwRoundTripTime;
        //处理正确收到的 ICMP 数据包
        if (pIcmpHdr->type == ICMP_ECHO_REPLY || pIcmpHdr->type == ICMP_TIMEOUT)
        {
            // 输出往返时间信息
            if (DecodeResult.dwRoundTripTime)
                cout << " " << DecodeResult.dwRoundTripTime << "ms" << flush;
            else
                cout << " " << "<1ms" << flush;
        }
        return true;
    }
    
    
    char * findNextIp(char * nowIp);
    
    int main()
    {
        //初始化 Windows sockets 网络环境
        WSADATA wsa;//存储被WSAStartup函数调用后返回的Windows Sockets数据
        //使用Socket的程序在使用Socket之前必须调用WSAStartup函数,以后应用程序就可以调用所请求的Socket库中的其他Socket函数了
        WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsa);//进行相应的socket库绑定
        cout << "请输入你要查找的起始IP:" << endl;
        char IpAddressBeg[ipAddressSize]; // 255.255.255.255
        cin >> IpAddressBeg;
        cout << "请输入你要查找的终止IP:" << endl;
        char IpAddressEnd[ipAddressSize]; // 255.255.255.255
        cin >> IpAddressEnd;
        char nextIpAddress[17];
        strcpy(nextIpAddress, IpAddressBeg);
        while (strcmp(nextIpAddress, IpAddressEnd) != 0)
        {
            // 执行,单线程执行,实现后改成多线程
            //得到IP地址
            u_long ulDestIP = inet_addr(nextIpAddress);//inet_addr()的功能是将一个点分十进制的IP转换成一个无符号长整型数
            //转换不成功时按域名解析
            if (ulDestIP == INADDR_NONE)
            {
                //gethostbyname()是查找主机名最基本的函数
                //如果调用成功,就返回一个指向hosten结构的指针
                //该结构中含有对应于给定主机名的主机名字和地址信息,用来承接域名解析的结构
                hostent * pHostent = gethostbyname(nextIpAddress);
                if (pHostent)//调用成功
                {
                    //得到IP地址
                    //套了两层,IP和ICMP,ICMP是套在IP里面的
                    //h_addr返回主机IP地址
                    //in_addr返回报文的IP地址
                    //sin_addr.s_addr指向IP地址
                    ulDestIP = (*(in_addr*)pHostent->h_addr).s_addr;
                }
                else
                {
                    cout << "输入的 IP 地址或域名无效!" << endl;
                    WSACleanup();//解除与Socket库的绑定并且释放Socket库所占用的系统资源
                    return 0;
                }
            }
            // 填充目的 sockaddr_in
            sockaddr_in destSockAddr;//sockaddr_in是Internet环境下套接字的地址形式
            //将指定的内存块清零,使用结构前清零,而不让结构体的成员数值具有不确定性,是一个好的编程习惯
            ZeroMemory(&destSockAddr, sizeof(sockaddr_in));
            destSockAddr.sin_family = AF_INET;//指代协议簇,在socket编程中只能是AF_INET
            destSockAddr.sin_addr.S_un.S_addr = ulDestIP;//按照网络字节顺序存储IP地址
            //创建原始套接字
            //WSASocket()的发送操作和接收操作都可以被重叠使用。接收函数可以被多次调用,发出接收缓冲区,准备接收到来的数据。发送函数也可以被多次调用,组成一个发送缓冲区队列
            //如无错误发生,返回新套接口的描述字,否则的话,返回INVALID_SOCKET
            //AF_INET为地址簇描述,SOCK_RAW为新套接口的类型描述,SOCK_RAW为原始套接字,可处理PING报文等
            //IPPROTO_ICMP为套接口使用的协议,为ICMP;NULL是一个指向PROTOCOL_INFO结构的指针,该结构定义所创建套接口的特性
            //0为套接口的描述字;WSA_FLAG_OVERLAPPED为套接口属性描述,WSA_FLAG_OVERLAPPED表示要使用重叠模型
            SOCKET sockRaw = WSASocket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_ICMP, NULL, 0,
                                       WSA_FLAG_OVERLAPPED);
            // 设置发送接收超时时间,即请求超时
            //比如请求B站的一个视频,他超过一个时间没回我,我就认为超时了
            //超时时间是可能变化的,这个超时时间用来存储在不同的变量,它刚好在一个变量而已
            int iTimeout = 500;//如果没超过超时时间就会一直等着,超过超时时间就不等了
            //接收超时
            //sockRaw为将要被设置或者获取选项的套接字;SOL_SOCKET为在套接字级别上设置选项;SO_RCVTIMEO设置接收超时时间
            //(char*)&iTimeout指向存放选项值的缓冲区;sizeof(iTimeout)为缓冲区的长度
            setsockopt(sockRaw, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, (char *)&iTimeout, sizeof(iTimeout));
            //发送超时
            //sockRaw为将要被设置或者获取选项的套接字;SOL_SOCKET为在套接字级别上设置选项;SO_SNDTIMEO设置发送超时时间
            //(char*)&iTimeout指向存放选项值的缓冲区;sizeof(iTimeout)为缓冲区的长度
            setsockopt(sockRaw, SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO, (char *)&iTimeout, sizeof(iTimeout));
            // 构造 ICMP 回显请求消息, 并以TTL 递增顺序发送报文
            // ICMP 类型字段
            //采用const修饰变量,功能是对变量声明为只读特性,并保护变量值以防被修改
            const BYTE ICMP_ECHO_REQUEST = 8;//请求回显
            const BYTE ICMP_ECHO_REPLY = 0;//回显应答
            //其他常量定义
            const int DEF_ICMP_DATA_SIZE = 32; // ICMP 报文默认数据字段长度
            const int MAX_ICMP_PACKET_SIZE = 1024;//ICMP 报文最大长度(加上报头)
            const DWORD DEF_ICMP_TIMEOUT = 500;// 回显应答超时时间
            const int DEF_MAX_HOP = 20; // 最大跳站数
            // 填充 ICMP 报文中每次发送时不变的字段
            char IcmpSendBuf[sizeof(ICMP_HEADER) + DEF_ICMP_DATA_SIZE];// 发送缓冲区
            memset(IcmpSendBuf, 0, sizeof(IcmpSendBuf));//初始化发送缓冲区
            char IcmpRecvBuf[MAX_ICMP_PACKET_SIZE]; // 接收缓冲区
            memset(IcmpRecvBuf, 0, sizeof(IcmpRecvBuf)); //初始化接收缓冲区
            // 构造ICMP头
            ICMP_HEADER * pIcmpHeader = (ICMP_HEADER*)IcmpSendBuf;
            pIcmpHeader->type = ICMP_ECHO_REQUEST; // 类型为请求回显
            pIcmpHeader->code = 0;//代码字段为0
            pIcmpHeader->id = (USHORT)GetCurrentProcessId();// ID字段为当前进程号
            memset(IcmpSendBuf + sizeof(ICMP_HEADER), 'E', DEF_ICMP_DATA_SIZE);//数据字段
            USHORT usSeqNo = 0; // ICMP 报文序列号
            int iTTL = 1; // TTL初始化值为1
            BOOL bReachDestHost = FALSE; // 循环退出标志
            int iMaxHot = DEF_MAX_HOP; // 最大循环数
            DECODE_RESULT DecodeResult;// 传递给报文解码函数的结构化参数
            //int count11=0;
            while (!bReachDestHost && iMaxHot--)
            {
                bReachDestHost = FALSE;
                // 设置 IP 报头的 TTL 字段
                //sockRaw为将要被设置或者获取选项的套接字;IPPROTO_IP为套接口使用的协议,为IP;IP_TTL为设置IP报头的TTL字段
                //(char*)&iTTL指向存放选项值的缓冲区;sizeof(iTTL)为缓冲区的长度
                setsockopt(sockRaw, IPPROTO_IP, IP_TTL, (char *)&iTTL, sizeof(iTTL));
                cout << iTTL << flush; // 输出当前序号,flush的作用是刷新缓冲区
                // 填充 ICMP报文中每次发送变化的字段
                ((ICMP_HEADER *)IcmpSendBuf)->cksum = 0;//校验和为0
                ((ICMP_HEADER *)IcmpSendBuf)->seq = htons(usSeqNo++);// 填充序列号
                ((ICMP_HEADER *)IcmpSendBuf)->cksum = checksum((USHORT *)IcmpSendBuf,
                                                      sizeof(ICMP_HEADER) + DEF_ICMP_DATA_SIZE); //计算校验和
    
                // 记录序列号和当前时间
                DecodeResult.usSeqNo = ((ICMP_HEADER*)IcmpSendBuf)->seq;//当前序号
                DecodeResult.dwRoundTripTime = GetTickCount();// 当前时间
    
                // 指定对方信息
                // 发送 TCP 回显请求信息
                //sendto()利用数据报的方式进行数据传输
                // 1)指定哪个Socket发给对方 2)发送的数据 3)flag 4)目的地址  5)目的地址的sockaddr_in结构
                sendto(sockRaw, IcmpSendBuf, sizeof(IcmpSendBuf), 0, (sockaddr*)&destSockAddr, sizeof(destSockAddr));
    
                //接收 ICMP 差错报文并进行解析
                sockaddr_in from; // 对端 socket地址,对方的
                int iFromLen = sizeof(from);//地址结构大小
                int iReadDataLen;// 接收数据长度
    
                // 接收正常的话,这个循环只会执行一次
                while (true)
                {
                    //接收数据
                    //recvfrom()利用数据报方式进行数据传输
                    //当recvfrom()返回时,(sockaddr*)&from包含实际存入from中的数据字节数。
                    //Recvfrom()函数返回接收到的字节数或当出现错误时返回-1,并置相应的errno。
                    iReadDataLen = recvfrom(sockRaw, IcmpRecvBuf, MAX_ICMP_PACKET_SIZE, 0, (sockaddr*)&from, &
                                            iFromLen);
    
                    if (iReadDataLen != SOCKET_ERROR) // 有数据到达
                    {
                        //解析数据包
                        // 1)接收到的Buf 2)接收到的数据长度 3)解析结果封装到Decode 4)ICMP回显类型 5)TIMEOUT时间
                        if (DecodeIcmpResponse2(IcmpRecvBuf, iReadDataLen, DecodeResult, ICMP_ECHO_REPLY, DEF_ICMP_TIMEOUT))
                        {
                            // 到达目的地,退出循环
                            //返回报文的IP地址等于输入的IP地址
                            if (DecodeResult.dwIPaddr.S_un.S_addr == destSockAddr.sin_addr.S_un.S_addr)
                            {
                                bReachDestHost = true;
                                // 输出 IP 地址
                                //inet_ntoa()功能是将网络地址转换成“.”点隔的字符串格式。
                                cout << '\t' << inet_ntoa(DecodeResult.dwIPaddr) << endl;
                                strcpy(nextIpAddress, inet_ntoa(DecodeResult.dwIPaddr));
                                break;
                            }
    
                        }
    
                    }
                    //WSAGetLastError()当一特定的Sockets API函数指出一个错误已经发生,该函数就应调用来获得对应的错误代码。
                    //WSAETIMEDOUT在尝试连接超时,而不建立连接。
                    else if (WSAGetLastError() == WSAETIMEDOUT) //接收超时,输出*号
                    {
                        cout << " *" << '\t' << "Request timed out." << endl;
                        break;
                    }
                    else
                    {
                        break;
                    }
                }
                iTTL++;//递增TTL值
            }
    
            cout << "查找: " << nextIpAddress << "结果为 ->" << (bReachDestHost ? "在线" : "不在线") << endl;
            //if nextIpAddress ==bReachDestHost;
            // 向下推
            strcpy(nextIpAddress, findNextIp(nextIpAddress));
        }
        return 0;
    }
    
    char * findNextIp(char * nowIp)
    {
        char nextIpAddress[ipAddressSize];
        char z[4][4];
        int idxIp = 0, idxj = 0;
        for (int i = 0; i < strlen(nowIp); i++)
        {
            if (nowIp[i] == '.')
            {
                z[idxIp][idxj] = '\0';
    
                idxIp++;
                idxj = 0;
    
                continue;
    
            }
            z[idxIp][idxj++] = nowIp[i];
        }
        z[idxIp][idxj] = '\0';
    
        //for (int i = 0; i < 4; i++)
        //{
        //	puts(z[i]);
        //}
        //cout << endl;
    
        for (int i = 3; i >= 0; i--)
        {
            if (strcmp("254", z[i]) == 0)
            {
                strcpy(z[i], "1"); // 这里让ip 1-254
            }
            else
            {
                int x;
                x = atoi(z[i]) + 1;
                //stringstream ss;
                //ss << x;
                //string z[i] = ss.str();
                itoa(x,z[i],10); // 第三个参数是 int的进制
    
                break;
            }
        }
    
    
        char retIp[ipAddressSize];
        strcpy(retIp, z[0]);
        char c[2] = ".";
        for (int i = 1; i < 4; i++)
        {
            strcat(retIp, c);
            strcat(retIp, z[i]);
        }
        /*cout << retIp << endl;*/
    
        return retIp;
    }
    
    

    四、实验结果

    在这里插入图片描述

    展开全文
  • 计算机网络实验设计-Tracert 与Ping 程序设计与实现

    千次阅读 多人点赞 2019-12-28 18:11:08
    Tracert 与Ping 程序设计与实现 二.设计内容 参照附录 2,了解 Tracert 程序的实现原理,并调试通过。然后参考 Tracert 程序和教材 4.4.2 节,编写一个 Ping 程序,并能测试本局域网的所有机器是否在线。 三.设计...
  • 计算机网络课程设计-ping程序设计与实现报告及代码附录
  • Ping程序设计实现

    千次阅读 2021-11-14 11:15:43
    ping程序发ICMP响应请求给某一主机,该主机返回一个ICMP响应应答,程序收到应答则显示结果.为了完成这个功能,首先应创建协议为ICMP的原始套接字以接收/发送ICMP包,然后需要构造ICMP包,通过原始套接字发送给对方主机. ...
  • 计算机网络课程设计程序:使用Java的InetAddress类实现简单的PING操作;可以PING一个ip地址;也可以批量PING多个ip地址
  • [ Java ] PING 程序设计与实现

    千次阅读 2020-07-08 09:51:42
    java 实现类似 Windows 自带PING程序的功能,可以向制定的域名或IP地址发送Echo请求报文,并根据相应报文显示出Ping的结果。
  • ping程序设计与实现.
  • 简单编写的ping程序,用来在windows的dos窗口下执行,以模拟实现探测网络连通的情况。
  • 利用windows socket 2发送ICMP包,实现ping功能。 开发环境:Visual Studio 2005
  • 计算机网络课程设计任务书 " 学 院 "计算机信息工程 "专 业 "网络工程 " "课程名称 " "题 目 "基于原始套接字实现简 " " " " "单的ping程序 " "完成期限 "自2014年8月25日至2014年8月30日共1周 " "内 "一、项目的...
  • 计算机网络课程设计任务书 " 学 院 "计算机信息工程 "专 业 "网络工程 " "课程名称 " "题 目 "基于原始套接字实现简单 " " " " "的ping程序 " "完成期限 "自2014年8月25日至2014年8月30日共1周 " "内 "一、项目的...
  • 这是我们某次的网络开发的课程设计ping的使用的是《网络编程》一书上的方法,主要实现了输入一个网段(起始IP和末IP)、ping的次数、线程数,之后开始ping这个网段,输出相关信息 这个是原版的,还有一个改成了MFC的...
  • ping程序课程设计实验报告
  • PING程序是我们使用的比较多的用于测试网络连通性的程序。...课程设计中选取PING程序设计,其目的是希望同学们通过PING程序设计,能初步掌握TCP/IP网络协议的基本实现方法,对网络的实现机制有进一步的认识。
  • 实现ping命令

    2016-04-14 08:37:51
    1、实验目的: 要求学生掌握Socket编程技术,以及ICMP协议 2、实验内容: i. 要求学生掌握利用Socket进行编程的技术 ii. 不能采用现有的工具,必须自己一步一步,...vi. 可以通过程序,查看子网中有哪些主机可以ping
  • ping程序实现

    2020-11-19 15:46:29
    ping程序实现 【实验目的】  熟悉原始套接字编程的基本流程  理解ping程序实现机制  理解ICMP协议的基于作用和报文格式。  完成原始套接字的配置。 【实验要求】 构造ICMP协议首部结构 构造ICMP回射请求...
  • 基于java的Ping程序设计实现

    千次阅读 2019-08-07 11:05:00
    一 需求分析已知参数:目的节点IP地址或主机名设计要求:通过原始套接字编程,模拟Ping命令,实现其基本功能,即输入一个IP地址或一段IP地址的范围,分别测试其中每个IP地址所对应主机的可达性,并返回耗时、生存...

空空如也

空空如也

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关键字:

ping程序的设计与实现

友情链接: PCI_Express_CEM_1.1.pdf.zip