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利用Visual C#实现ICMP网络协议ICMP就是所谓的Internet控制报文协议（Internet Control Message Protocol），在网络中，一般用它来传递差错报文以及其他应注意的信息。ICMP一般被认为是和IP协议同一层的协议，IMCP报文通常被IP层或者更高层的协议（如：TCP或者UDP）使用，ICMP对于互联网以及其他基于IP协议的网络的正常运行起着非常重要的作用。有许多重要的网络程序都是基于ICMP协议上的，最为著名如Ping和Tracert等。本文就来介绍用Visual C#实现基于ICMP协议重要的网络命令Ping的方法。Ping命令是可以说是一个跨平台程序，这是因为Ping命令不仅存在Windows系统上，在Unix系统上也有Ping命令，其实对其他只要是支持网络的操作系统，一般也都存在该命令。Ping命令的主要作用是检测网络上主机的状态。要是在几年前，我们还可以下如此断言，如果不能Ping通某台主机，那么也就无法Telnet或者FTP到这台主机，但随着互联网的安全意识的增加，出现了访问控制清单的路由器和防火墙，由于ICMP报文是在IP数据包中被传输的，而到达一台主机不仅取决于IP层是否到达，还取决于使用何种协议和端口。譬如金山公司的金山网镖就可以禁止其他机器Ping通这台主机。所以在现在的情况下，即时Ping不通某台机器，但也有可能FTP登陆到这台机器，或者通过HTTP来浏览这台机器上的Web页面。一Ping命令简介首先进入Windows系统中的命令提示符，输入Ping/?后，单击回车键，您就可以了解Ping命令的各种参数的使用方法。最为常见的使用方法是Ping 远程计算机名称（或者远程计算机的IP地址），如果在Ping命令的返回字符中有Reply from，说明此主机在线，具体如图01：图01：Ping通主机时的运行界面 如果返回字符中有Request timeout，一般情况此主机不在线，具体如图02： 图02：Ping不通主机时的运行界面二Ping命令、ICMP报文和IP数据包Ping命令基于的是TCP/IP协议簇中的ICMP协议，在编写基于ICMP协议的网络应用程序时，应注意下面二点：1. ICMP报文是封装在IP数据包中传输的。了解这一点对后面编程非常重要，图03是IP数据包的组成结构图：图03：IP数据包的组成结构图习惯上把IP数据包划分为三个部分： (1).IP数据包中的前二十个字节的数据，即图03中从【4位版本】到【32位目的地址IP】，这称为IP首部。(2).选项，即图03中的【选项（如果有）】部分。(3).数据，即图03中的【数据】部分。其中后面二个部分组成的就是ICMP报文。ICMP报文的具体组成结构如图04所示：图04：ICMP报文组成结构图2. ICMP协议没有固定的端口号。ICMP协议和其他协议不同，其他协议基本都对应固定的端口号，如HTTP协议是通过80端口号来交换数据的。了解上面的二点对后面在Visual C#实现Ping命令是非常有用的。因为在下面的在编写Visual C#实现Ping命令的程序中，程序中定义一个名称为IcmpPacket类，通过这个类来构造ICMP报文，而定义IcmpPacket类依据的就是图03所示的ICMP报文组成结构。同样由于ICMP协议没有对应固定的端口号，这就意味着，编写Visual C#实现Ping命令中可以随意选择端口号，本文选择的端口号是30。由于ICMP协议是一个复杂的协议，而本文由于篇幅所限，对ICMP的很多细节，就不能一一介绍，如果你对ICMP协议感兴趣或对上面的介绍的仍然感觉有点模糊，那就请参阅探讨ICMP协议的相关书籍，它们一般介绍的都很详细。三简介Visual C#实现Ping命令使用的类：Visual C#实现Ping命令中涉及到很多的类，其中最重要的是Socket类。这是因为程序中发送含有ICMP报文的IP数据包，接收含有ICMP超时或ICMP会显报文的IP数据包和设定IP数据包中的TTL数值都会使用到Socket类。表01和表02是Socket类中的常用属性和方法及其简要说明。属性 说明AddressFamily 获取Socket的地址族。Available获取已经从网络接收且可供读取的数据量。Blocking获取或设置一个值，该值指示Socket是否处于阻塞模式。Connected 获取一个值，该值指示Socket是否已连接到远程资源。Handle 获取Socket的操作系统句柄。LocalEndPoint 获取本地终结点。ProtocolType获取Socket的协议类型。RemoteEndPoint 获取远程终结点。SocketType获取Socket的类型。表01：Socket类的常用属性及其说明方法说明Accept 创建新的Socket以处理传入的连接请求。BeginAccept开始一个异步请求，以创建新的Socket来接受传入的连接请求。BeginConnect开始对网络设备连接的异步请求。BeginReceive开始从连接的Socket中异步接收数据。BeginReceiveFrom 开始从指定网络设备中异步接收数据。BeginSend将数据异步发送到连接的BeginSendTo 向特定远程主机异步发送数据。Bind 使Socket与一个本地终结点相关联。Close强制Socket连接关闭。Connect建立到远程设备的连接。EndAccept结束异步请求以创建新的Socket来接受传入的连接请求。EndConnect结束挂起的异步连接请求。EndReceive结束挂起的异步读取。EndReceiveFrom结束挂起的、从特定终结点进行异步读取。EndSend 结束挂起的异步发送。EndSendTo结束挂起的、向指定位置进行的异步发送。GetSocketOption 返回Socket选项的值。IOControl为Socket设置低级别操作模式。Listen将Socket置于侦听状态。Poll 确定Socket的状态。Receive接收来自连接Socket的数据。ReceiveFrom 接收数据文报并存储源终结点。Select确定一个或多个套接字的状态。Send 将数据发送到连接的SendTo 将数据发送到特定终结点。SetSocketOption 设置Socket选项。Shutdown 禁用某Socket上的发送和接收。表02：Socket类的常用方法及其说明其中包含六组异步方法，它们是：BeginAccept和EndAcceptBeginConnect和EndConnectBeginReceive和EndReceiveBeginReceiveFrom和EndReceiveFromBeginSend和EndSendBeginSendTo和EndSendTo其功能分别相当于Accept、Connect、Receive、ReceiveFrom、Send和SendTo方法。四Visual C#实现Ping命令的关键步骤及其解决方法根据Ping命令的执行过程，可以把Ping命令分成三个主要的步骤：1. 定义ICMP报文。2. 客户机发送封装ICMP回显请求报文的IP数据包。3. 客户机接收封装ICMP应答报文的IP数据包。解决了上述三个步骤，Visual C#实现Ping命令就基本可以完成了。下面是这三个步骤的具体的解决方法。1. 定义ICMP报文：根据图05所示的ICMP报文组成结构，定义了一个类-IcmpPacket类。IcmpPacket类通过实例化就能够得到ICMP报文。下面代码是定义IcmpPacket类：public class IcmpPacket private Byte _type ; / 类型private Byte _subCode ; / 代码private UInt16 _checkSum ; / 校验和private UInt16 _identifier ; / 识别符private UInt16 _sequenceNumber ; / 序列号 private Byte _data ; /选项数据public IcmpPacket ( Byte type , Byte subCode , UInt16 checkSum , UInt16 identifier , UInt16 sequenceNumber , int dataSize )_type = type ;_subCode = subCode ;_checkSum = checkSum ;_identifier = identifier ;_sequenceNumber = sequenceNumber ;_data=new Byte dataSize ;/在数据中，写入指定的数据大小for ( int i = 0 ; i dataSize ; i+ )/由于选项数据在此命令中并不重要，所以你可以改换任何你喜欢的字符 _data i = ( byte )# ; public UInt16 CheckSumgetreturn _checkSum ;set_checkSum=value ;/初始化ICMP报文public int CountByte ( Byte buffer )Byte b_type = new Byte 1 _type ;Byte b_code = new Byte 1 _subCode ;Byte b_cksum = BitConverter.GetBytes ( _checkSum ) ;Byte b_id = BitConverter.GetBytes ( _identifier ) ;Byte b_seq = BitConverter.GetBytes ( _sequenceNumber ) ;int i = 0 ;Array.Copy ( b_type , 0 , buffer , i , b_type.Length ) ;i+= b_type.Length ;Array.Copy ( b_code , 0 , buffer , i , b_code.Length ) ;i+= b_code.Length ;Array.Copy ( b_cksum , 0 , buffer ,i , b_cksum.Length ) ;i+= b_cksum.Length ;Array.Copy ( b_id , 0 , buffer , i , b_id.Length ) ;i+= b_id.Length ;Array.Copy ( b_seq , 0 , buffer , i , b_seq.Length ) ;i += b_seq.Length ;Array.Copy ( _data , 0 , buffer , i , _data.Length ) ;i += _data.Length ;return i ;/将整个ICMP报文信息和数据转化为Byte数据包 public static UInt16 SumOfCheck ( UInt16 buffer )int cksum = 0 ;for ( int i = 0 ; i 16 ) + ( cksum & 0xffff ) ;cksum += ( cksum 16 ) ;return ( UInt16 ) ( cksum ) ; 下列代码是利用IcmpPacket类来创建ICMP报文：IcmpPacket packet = new IcmpPacket ( 0 , 0 , 0 , 45 , 0 , 4 ) ; 此代码定义的ICMP报文中的数据段长度为4个字节，所以整个ICMP报文长度为12个字节（即：84），而封装此ICMP报文的IP数据包长度就是32个字节（即：8+4+20）。在后面介绍的程序中，从客户端发送的ICMP会显请求报文的数据长度为4个字节，但从服务器介绍到的数据却是32个字节的原因。2. 发送封装ICMP回显请求报文的IP数据包：发送IP数据包首先要创建一个能够发送封装ICMP回显请求报文的IP数据包Socket实例，然后调用此Socket实例中的SendTo方法就可以了。下列代码是创建并初始化一个发送封装ICMP回显请求报文的IP数据包的Socket实例：Socket socket = new Socket ( AddressFamily.InterNetwork , SocketType.Raw , ProtocolType.Icmp ) ;创建初始化Socket实例有三个参数，下面是这些参数的说明： 第一个参数定义目前网络的寻址方案，目前还是IPV4，所有只有定义为AddressFamily.InterNetwork。第二个参数定义Socket实例的类型，由于Socket的通讯协议是ICMP，所以选择枚举值Raw Socket。第三个参数是定义Socket实例有效的协议类型，由于此Socket实例要传送的是ICMP报文，所以选定枚举值为ProtocolType.Icmp。3客户机接收封装ICMP应答报文的IP数据包：接收服务器端返回的封装ICMP应答报文的IP数据包只需调用Socket实例中的ReceiveFrom方法就可以了，具体可参阅下面介绍的程序实现中的代码。五Visual C#实现Ping命令的设计、调试、运行的软件环境：（1）.微软公司视窗2000服务器版（2）.Visual Studio .Net正式版，.Net FrameWork SDK版本号3705六Visual C#实现Ping命令的实现步骤：下面是Visual C#实现Ping命令的具体实现步骤：1 启动Visual Studio .Net。2 选择菜单【文件】|【新建】|【项目】后，弹出【新建项目】对话框。3 将【项目类型】设置为【Visual C#项目】。4 将【模板】设置为【Windows应用程序】。5 在【名称】文本框中输入【Visual C#实现Ping命令】。6 在【位置】的文本框中输入【E:VS.NET项目】，然后单击【确定】按钮，具体如图05所示： 图05：【Visual C#实现Ping命令】项目的【新建项目】对话框7 【解决方案资源管理器】窗口中，双击Form1.cs文件，进入Form1.cs文件的编辑界面。8 在Form1.cs文件的开头的导入命名空间的代码区，添加下列代码，下列代码是导入下面程序中使用到的类所在的命名空间：using System.Net ;using System.Net.Sockets ;9 把Visual Studio .Net的当前窗口切换到【Form1.cs（设计）】窗口，并从【工具箱】中的【Windows窗体组件】选项卡中拖入下列组件到设计窗体，并执行相应的操作：一个TextBox组件，用来输入进行Ping操作的远程主机名称或IP地址。一个ListBox组件，用以显示Ping操作结果。一个Label组件。一个Button组件，名称为button1，并在它拖入窗体后，双击它，则Visual Studio .Net会在Form1.cs文件中产生其Click事件对应的处理代码。10. 把Visual Studio .Net的当前窗口切换到Form1.cs的代码编辑窗口，并用下列代码替换Form1.cs中的InitializeComponent过程对应的处理代码：private void InitializeComponent ( )this.textBox1 = new System.Windows.Forms.TextBox ( ) ;this.label1 = new System.Windows.Forms.Label ( ) ;this.listBox1 = new System.Windows.Forms.ListBox ( ) ;this.button1 = new System.Windows.Forms.Button ( ) ;this.SuspendLayout ( ) ;this.textBox1.Location = new System.Drawing.Point ( 116 , 14 ) ;this.textBox1.Name = textBox1 ;this.textBox1.Size = new System.Drawing.Size ( 148 , 21 ) ;this.textBox1.TabIndex = 0 ;this.textBox1.Text = ;this.textBox1.TextChanged += new System.EventHandler ( this.textBox1_TextChanged ) ;this.label1.Location = new System.Drawing.Point ( 12 , 14 ) ;this.label1.Name = label1 ;this.label1.TabIndex = 1 ;this.label1.Text = 请输入主机名： ;this.listBox1.BackColor = System.Drawing.SystemColors.WindowText ;this.listBox1.ForeColor = System.Drawing.SystemColors.Window ;this.listBox1.ItemHeight = 12 ;this.listBox1.Location = new System.Drawing.Point ( 6 , 42 ) ;this.listBox1.Name = listBox1 ;this.listBox1.Size = new System.Drawing.Size ( 400 , 280 ) ;this.listBox1.TabIndex = 2 ;this.button1.Location = new System.Drawing.Point ( 274 , 12 ) ;this.button1.Name = button1 ;this.button1.TabIndex = 3 ;this.button1.Text = Ping ;this.button1.Click += new System.EventHandler ( this.button1_Click ) ;this.AutoScaleBaseSize = new System.Drawing.Size ( 6 , 14 ) ;this.ClientSize = new System.Drawing.Size ( 410 , 333 ) ;this.Controls.AddRange ( new System.Windows.Forms.Control this.button1 ,this.listBox1 ,this.label1 ,this.textBox1 ) ;this.MaximizeBox = false ;this.Name = Form1 ;this.Text = Visual C#实现Ping ;this.ResumeLayout ( false ) ;至此【Visual C#实现Ping命令】项目的界面设计工作和功能实现的前期准备工作就完成了，设计后的界面如图06所示：图06：【Visual C#实现Ping命令】项目的设计界面11. 用下列代码替换Form1.cs文件中的button1组件的Click事件对应的处理代码，下列代码的作用是创建、发送ICMP报文，实现Ping命令：Private Void Button1_click ( Object Sender , System.eventargs E )Listbox1.items.clear ( ) ;String Hostclient = Textbox1.text ;Int K ;For ( K = 0 ; K 3 ; K+ )Socket Socket = New Socket ( Aernetwork , Sockettype.raw , Protocoltype.icmp ) ;Iphostentry Hostinfo ;Try/解析主机ip入口Hostinfo = Dns.gethostbyname ( Hostclient ) ; Catch ( Exception )/解析主机名错误。Listbox1.items.add ( 没有发现此主机！ ) ; Return ;/ 取服务器端主机的30号端口Endpoint Hostpoint = ( Endpoint ) New Ipendpoint ( Hostinfo.addresslist 0 , 30 ) ; Iphostentry Clientinfo ;Clientinfo = Dns.gethostbyname ( Hostclient ) ;/ 取客户机端主机的30端口Endpoint Clientpoint = ( Endpoint ) New Ipendpoint ( Clientinfo.addresslist 0 , 30 ) ; /设置icmp报文Int Datasize = 4 ; / Icmp数据包大小 ;Int Packetsize = Datasize + 8 ;/总报文长度Const Int Icmp_echo = 8 ;Icmppacket Packet = New Icmppacket ( Icmp_echo , 0 , 0 , 45 , 0 , Datasize ) ;Byte Buffer = New Byte Packetsize ; Int Index = Packet.countbyte ( Buffer ) ;/报文出错If ( Index != Packetsize )Listbox1.items.add ( 报文出现问题! ) ;Return ;Int Cksum_buffer_length = ( Int ) Math.ceiling ( ( ( Double )index )/ 2 ) ;Uint16 Cksum_buffer = New Uint16 Cksum_buffer_length ;Int Icmp_header_buffer_index = 0 ;For ( Int I = 0 ; I 0 )Timeconsume = System.environment.tickcount - Starttime ; /得到发送报文到接收报文之间花费的时间Listbox1.items.add ( reply From + Hostinfo.addresslist 0 .tostring ( ) + In + Timeconsume + ms :bytes Received + Nbytes ) ;Break ;Timeconsume = Environment.tickcount - Starttime ;If ( Timeout 1000 )Listbox1.items.add ( time Out ) ;Break ;/关闭套接字Socket.close ( ) ; 12. 在Form1.cs文件中的Main函数之后，添加下列代码，下列代码是在Form1.cs中定义IcmpPacket类，程序是通过此类来构造ICMP报文： private Byte _type ; / 类型private Byte _subCode ; / 代码private UInt16 _checkSum ; / 校验和private UInt16 _identifier ; / 识别符private UInt16 _sequenceNumber ; / 序列号 private Byte _data ; /选项数据public IcmpPacket ( Byte type , Byte subCode , UInt16 checkSum , UInt16 identifier , UInt16 sequenceNumber , int dataSize )_type = type ;_subCode = subCode ;_checkSum = checkSum ;_identifier = identifier ;_sequenceNumber = sequenceNumber ;_data=new Byte dataSize ;/在数据中，写入指定的数据大小for ( int i = 0 ; i dataSize ; i+ )/由于选项数据在此命令中并不重要，所以你可以改换任何你喜欢的字符 _data i = ( byte )# ; public UInt16 CheckSumgetreturn _checkSum ;set_checkSum=value ;/初始化ICMP报文public int CountByte ( Byte buffer )Byte b_type = new Byte 1 _type ;Byte b_code = new Byte 1 _subCode ;Byte b_cksum = BitConverter.GetBytes ( _checkSum ) ;Byte b_id = BitConverter.GetBytes ( _identifier ) ;Byte