?? 用c語言實(shí)現(xiàn)ping程序功能.txt
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數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
系統(tǒng)自帶的ping命令當(dāng)它接送完所有ICMP報(bào)文后，會(huì)對所有發(fā)送和所有接收的ICMP報(bào)文進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從而計(jì)算ICMP報(bào)文丟失的比率。為達(dá)此目的，定義兩個(gè)全局變量：接收計(jì)數(shù)器和發(fā)送計(jì)數(shù)器，用于記錄ICMP報(bào)文接受和發(fā)送數(shù)目。丟失數(shù)目=發(fā)送總數(shù)-接收總數(shù)，丟失比率=丟失數(shù)目/發(fā)送總數(shù)。
現(xiàn)給出模擬Ping程序功能的代碼如下： /***********************************************************
* 作者:梁俊輝 *
* 時(shí)間:2001年10月 *
* 名稱：myping.c *
* 說明:本程序用于演示ping命令的實(shí)現(xiàn)原理 *
***********************************************************/
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <netinet/ip_icmp.h>
#include <netdb.h>
#include <setjmp.h>
#include <errno.h>
#define PACKET_SIZE 4096
#define MAX_WAIT_TIME 5
#define MAX_NO_PACKETS 3
char sendpacket[PACKET_SIZE];
char recvpacket[PACKET_SIZE];
int sockfd,datalen=56;
int nsend=0,nreceived=0;
struct sockaddr_in dest_addr;
pid_t pid;
struct sockaddr_in from;
struct timeval tvrecv;
void statistics(int signo);
unsigned short cal_chksum(unsigned short *addr,int len);
int pack(int pack_no);
void send_packet(void);
void recv_packet(void);
int unpack(char *buf,int len);
void tv_sub(struct timeval *out,struct timeval *in);
void statistics(int signo)
{ printf("\n--------------------PING statistics-------------------\n");
printf("%d packets transmitted, %d received , %%%d lost\n",nsend,nreceived,
(nsend-nreceived)/nsend*100);
close(sockfd);
exit(1);
}
/*校驗(yàn)和算法*/
unsigned short cal_chksum(unsigned short *addr,int len)
{ int nleft=len;
int sum=0;
unsigned short *w=addr;
unsigned short answer=0;
/*把ICMP報(bào)頭二進(jìn)制數(shù)據(jù)以2字節(jié)為單位累加起來*/
while(nleft>1)
{ sum+=*w++;
nleft-=2;
}
/*若ICMP報(bào)頭為奇數(shù)個(gè)字節(jié)，會(huì)剩下最后一字節(jié)。把最后一個(gè)字節(jié)視為一個(gè)2字節(jié)數(shù)據(jù)的高字節(jié)，這個(gè)2字節(jié)數(shù)據(jù)的低字節(jié)為0，繼續(xù)累加*/
if( nleft==1)
{ *(unsigned char *)(&answer)=*(unsigned char *)w;
sum+=answer;
}
sum=(sum>>16)+(sum&0xffff);
sum+=(sum>>16);
answer=~sum;
return answer;
}
/*設(shè)置ICMP報(bào)頭*/
int pack(int pack_no)
{ int i,packsize;
struct icmp *icmp;
struct timeval *tval;
icmp=(struct icmp*)sendpacket;
icmp->icmp_type=ICMP_ECHO;
icmp->icmp_code=0;
icmp->icmp_cksum=0;
icmp->icmp_seq=pack_no;
icmp->icmp_id=pid;
packsize=8+datalen;
tval= (struct timeval *)icmp->icmp_data;
gettimeofday(tval,NULL); /*記錄發(fā)送時(shí)間*/
icmp->icmp_cksum=cal_chksum( (unsigned short *)icmp,packsize); /*校驗(yàn)算法*/
return packsize;
}
/*發(fā)送三個(gè)ICMP報(bào)文*/
void send_packet()
{ int packetsize;
while( nsend<MAX_NO_PACKETS)
{ nsend++;
packetsize=pack(nsend); /*設(shè)置ICMP報(bào)頭*/
if( sendto(sockfd,sendpacket,packetsize,0,
(struct sockaddr *)&dest_addr,sizeof(dest_addr) )<0 )
{ perror("sendto error");
continue;
}
sleep(1); /*每隔一秒發(fā)送一個(gè)ICMP報(bào)文*/
}
}
/*接收所有ICMP報(bào)文*/
void recv_packet()
{ int n,fromlen;
extern int errno;
signal(SIGALRM,statistics);
fromlen=sizeof(from);
while( nreceived<nsend)
{ alarm(MAX_WAIT_TIME);
if( (n=recvfrom(sockfd,recvpacket,sizeof(recvpacket),0,
(struct sockaddr *)&from,&fromlen)) <0)
{ if(errno==EINTR)continue;
perror("recvfrom error");
continue;
}
gettimeofday(&tvrecv,NULL); /*記錄接收時(shí)間*/
if(unpack(recvpacket,n)==-1)continue;
nreceived++;
}
}
/*剝?nèi)CMP報(bào)頭*/
int unpack(char *buf,int len)
{ int i,iphdrlen;
struct ip *ip;
struct icmp *icmp;
struct timeval *tvsend;
double rtt;
ip=(struct ip *)buf;
iphdrlen=ip->ip_hl<<2; /*求ip報(bào)頭長度,即ip報(bào)頭的長度標(biāo)志乘4*/
icmp=(struct icmp *)(buf+iphdrlen); /*越過ip報(bào)頭,指向ICMP報(bào)頭*/
len-=iphdrlen; /*ICMP報(bào)頭及ICMP數(shù)據(jù)報(bào)的總長度*/
if( len<8) /*小于ICMP報(bào)頭長度則不合理*/
{ printf("ICMP packets\'s length is less than 8\n");
return -1;
}
/*確保所接收的是我所發(fā)的的ICMP的回應(yīng)*/
if( (icmp->icmp_type==ICMP_ECHOREPLY) && (icmp->icmp_id==pid) )
{ tvsend=(struct timeval *)icmp->icmp_data;
tv_sub(&tvrecv,tvsend); /*接收和發(fā)送的時(shí)間差*/
rtt=tvrecv.tv_sec*1000+tvrecv.tv_usec/1000; /*以毫秒為單位計(jì)算rtt*/
/*顯示相關(guān)信息*/
printf("%d byte from %s: icmp_seq=%u ttl=%d rtt=%.3f ms\n",
len,
inet_ntoa(from.sin_addr),
icmp->icmp_seq,
ip->ip_ttl,
rtt);
}
else return -1;
}
main(int argc,char *argv[])
{ struct hostent *host;
struct protoent *protocol;
unsigned long inaddr=0l;
int waittime=MAX_WAIT_TIME;
int size=50*1024;
if(argc<2)
{ printf("usage:%s hostname/IP address\n",argv[0]);
exit(1);
}
if( (protocol=getprotobyname("icmp") )==NULL)
{ perror("getprotobyname");
exit(1);
}
/*生成使用ICMP的原始套接字,這種套接字只有root才能生成*/
if( (sockfd=socket(AF_INET,SOCK_RAW,protocol->p_proto) )<0)
{ perror("socket error");
exit(1);
}
/* 回收root權(quán)限,設(shè)置當(dāng)前用戶權(quán)限*/
setuid(getuid());
/*擴(kuò)大套接字接收緩沖區(qū)到50K這樣做主要為了減小接收緩沖區(qū)溢出的
的可能性,若無意中ping一個(gè)廣播地址或多播地址,將會(huì)引來大量應(yīng)答*/
setsockopt(sockfd,SOL_SOCKET,SO_RCVBUF,&size,sizeof(size) );
bzero(&dest_addr,sizeof(dest_addr));
dest_addr.sin_family=AF_INET;
/*判斷是主機(jī)名還是ip地址*/
if( inaddr=inet_addr(argv[1])==INADDR_NONE)
{ if((host=gethostbyname(argv[1]) )==NULL) /*是主機(jī)名*/
{ perror("gethostbyname error");
exit(1);
}
memcpy( (char *)&dest_addr.sin_addr,host->h_addr,host->h_length);
}
else /*是ip地址*/
memcpy( (char *)&dest_addr,(char *)&inaddr,host->h_length);
/*獲取main的進(jìn)程id,用于設(shè)置ICMP的標(biāo)志符*/
pid=getpid();
printf("PING %s(%s): %d bytes data in ICMP packets.\n",argv[1],
inet_ntoa(dest_addr.sin_addr),datalen);
send_packet(); /*發(fā)送所有ICMP報(bào)文*/
recv_packet(); /*接收所有ICMP報(bào)文*/
statistics(SIGALRM); /*進(jìn)行統(tǒng)計(jì)*/
return 0;
}
/*兩個(gè)timeval結(jié)構(gòu)相減*/
void tv_sub(struct timeval *out,struct timeval *in)
{ if( (out->tv_usec-=in->tv_usec)<0)
{ --out->tv_sec;
out->tv_usec+=1000000;
}
out->tv_sec-=in->tv_sec;
}
/*------------- The End -----------*/
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特別注意
只有root用戶才能利用socket()函數(shù)生成原始套接字，要讓Linux的一般用戶能執(zhí)行以上程序，需進(jìn)行如下的特別操作：
用root登陸，編譯以上程序：gcc -o myping myping.c，其目的有二：一是編譯，二是讓myping屬于root用戶。
再執(zhí)行chmod u+s myping，目的是把myping程序設(shè)成SUID的屬性。
退出root，用一般用戶登陸，執(zhí)行./myping www.cn.ibm.com，有以下執(zhí)行結(jié)果： PING www.cn.ibm.com(202.95.2.148): 56 bytes data in ICMP packets.
64 byte from 202.95.2.148: icmp_seq=1 ttl=242 rtt=3029.000 ms
64 byte from 202.95.2.148: icmp_seq=2 ttl=242 rtt=2020.000 ms
64 byte from 202.95.2.148: icmp_seq=3 ttl=242 rtt=1010.000 ms
--------------------PING statistics-------------------
3 packets transmitted, 3 received , %0 lost
由于myping.c是發(fā)送完所有的ICMP報(bào)文才去接收，因此第一、第二和第三個(gè)ICMP報(bào)文的往返時(shí)間依此是3秒，２秒，１秒，上述結(jié)果中rtt信息正反映這一事實(shí)。
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