VC++实现ping探测远程主机是否可达.doc

1 课程设计目的（1）了解探测远程主机是否可达的方法。（2）了解windows网络编程的基本步骤。（3）了解TCP/IP协议及ICMP协议。（4）掌握ping命令的思想。（5）掌握Windows Socket API的使用方法。2 课程设计原理ICMP：互联网控制报文协议，提供一个特殊的报文在互联网的结点之间进行监测和控制，测试目的主机是否可达，与本次课程设计目的一致，因此可模拟ICMP的工作方式来编制程序。首先通过生成一个ICMP“回应请求”，然后将其定向至打算查询的目标主机，远程主机会拦截这个请求，然后生成一条回应答复消息，再通过网络回传给我们。若是不能抵达目标主机，则会生成相应的错误消息。具体步骤如下：1） 创建类型为SOCK_RAW的一个套接字，同时设定协议IPPROTO_ICMP。2） 创建并初始化ICMP头。3） 调用sendto将ICMP请求发给远程主机。4） 调用recvfrom以接收ICMP响应。其流程图如下：3 程序源代码及运行结果31 源代码#include #include #pragma comment( lib, ws2_32.lib ) #define ICMP_ECHO 8 /回应请求类型的ICMP消息类型#define ICMP_ECHOREPLY 0 /回应答复型的ICMP消息类型#define ICMP_MIN 8 / ICMP数据报最小长度#define DEF_PACKET_SIZE 32 /默认数据报大小#define DEF_PACKET_NUMBER 4 /发送数据报的个数 #define MAX_PACKET 1024 /最大ICMP数据报大小char *Ipdest; /目标主机的IP地址int datasize; /ICMP消息的长度/接收到的ICMP消息数，每收到一条ICMP消息就加1static int icmpcount=0; /IP头(20字节) struct IPHEAD unsigned int headlength:4; / 4位头长度 unsigned int version:4; / 4位版本 unsigned char tos; / 8位服务类型 unsigned short totallength; / 16位总长 unsigned short ip_id; / 16位标识 unsigned short frag_and_flags; /3个一位标识加分段偏移 unsigned char ttl; /8位存活时间 unsigned char protocal; /8位协议类型 unsigned short ip_checksum; /16位头校验和 unsigned int sourceIP; /32位源IP地址 unsigned int destIP; /32位目标IP地址; / ICMP 头(12字节) struct ICMPHEAD unsigned char type; /类型（0，8） unsigned char code; /代码（0) unsigned short icmp_checksum; /校验和 unsigned short icmp_id; /标识符 unsigned short seq; /序号 unsigned long timestamp; /时间戳; /Fill_icmp_data函数:用于设置ICMP头部，填充ICMP消息void Fill_icmp_data(char * icmp_data, int datasize)ICMPHEAD *icmphead=NULL; char *datapart=NULL; icmphead = (ICMPHEAD*)icmp_data; icmphead-type = ICMP_ECHO; /ICMP_ECHO=8 icmphead-code = 0; /类型为8，代码为0，表示回应请求 icmphead-icmp_checksum = 0;icmphead-icmp_id = (unsigned short)GetCurrentProcessId(); datapart = icmp_data + sizeof(ICMPHEAD);/具体内容的首地址指针 /初始化数据包内容部分 for(int i=0;iheadlength) * 4 ;/获取操作系统启动至今所经过的时间（ms)tick=GetTickCount(); if (bread (iphdrlen + ICMP_MIN) coutToo few bytes from: sin_addr);couttype != ICMP_ECHOREPLY) coutnonecho type type) received;couticmp_id != (unsigned short)GetCurrentProcessId() coutIts someone elses packet!endl;return;/输出收到信息的内容:主机地址，icmp消息序号，回应时间,存活时间coutReply from sin_addr);cout bytes=bread-iphdrlen;cout time: timestamp ms ;cout seq=seq;cout1) cksum+=*buffer+; /求各个16位数字之和 size -=sizeof(unsigned short); if(size) cksum += *(unsigned char*)buffer; cksum = (cksum 16) + (cksum & 0xffff); /高位与低位相加 cksum += (cksum 16); /加上进位 return (unsigned short)(cksum); /取反得到校验和 /Usage函数：表示程序的功能void Usage(char *progname)coutUsage:progname endl;cout host remote machine to Pingendl;coutendl;/ValidateArgs函数：用于给目的地址和数据包大小赋值void ValidateArgs(int argc,char *argv)datasize=DEF_PACKET_SIZE; /数据包大小为DEF_PACKET_SIZE=32if(argc2)Usage(argv0); /只输入一个参数：程序名Ipdest=20; /默认目的地址为：20 else if(argc=2)Ipdest=argv1; /第二个参数为目的地址 /main函数：进行建立套接字，创建ICMP头，设置超时时间，发送和接受数据等。int main(int argc,char*argv)WSADATA wsaData;SOCKET sockRaw=INVALID_SOCKET; sockaddr_in dest,from;int destlen=sizeof(dest), fromlen=sizeof(from), bwrote,bread;char *icmp_data=NULL, *recvbuf=NULL;struct hostent *hp=NULL;unsigned short seq=0; /启动winsock失败，输出错误提示信息if (WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsaData) != 0) coutWSAStartup failed:GetLastError();coutendl;return -1; ValidateArgs(argc,argv);/创建套接字失败，输出错误信息提示 sockRaw = WSASocket(AF_INET,SOCK_RAW,IPPROTO_ICMP, NULL, 0,WSA_FLAG_OVERLAPPED);if (sockRaw = INVALID_SOCKET) coutWSASocket() failed:GetLastError();coutendl;return -1; /设定发送数据时最长等待时间timeout=1000msint timeout=1000;bread=setsockopt(sockRaw,SOL_SOCKET,SO_RCVTIMEO, (char *)&timeout,sizeof(timeout);if(bread=SOCKET_ERROR)coutsetsockopt(SO_RCVTIMEO) failed:WSAGetLastError(); coutendl;return -1; /设定接收数据时最长等待时间timeout=1000mstimeout=1000;bread=setsockopt(sockRaw,SOL_SOCKET,SO_SNDTIMEO, (char *)&timeout,sizeof(timeout);if(bread=SOCKET_ERROR)coutsetsockopt(SO_SNDTIMEO) failed:WSAGetLastError(); couth_addr,hp-h_length); /复制内存dest.sin_family=hp-h_addrtype;coutdest.sin_addr=inet_ntoa(dest.sin_addr);coutendln;elsecoutgethostbyname() failed:WSAGetLastError();coutendl;return -1; /建立一个ICMP数据包datasize+=sizeof(ICMPHEAD); /为要发送的数据申请内存空间，最大值为1024icmp_data=new charMAX_PACKET;/为要接收的数据申请内存空间，最大值为1024recvbuf=new charMAX_PACKET;/分配内存失败，输出提示信息if(!icmp_data)coutnew char failed:WSAGetLastError();coutendl;return -1; /将ICMP信息所在空间清零memset(icmp_data,0,MAX_PACKET);/设置ICMP信息头部 Fill_icmp_data(icmp_data,datasize);/发送和接收数据,循环四次for(int i=0;iicmp_checksum=0; (ICMPHEAD*)icmp_data)-timestamp = GetTickCount(); (ICMPHEAD*)icmp_data)-seq=seq+; (ICMPHEAD*)icmp_data)-icmp_checksum = Checksum(unsigned short*)icmp_data,datasize);/发送数据 bwrote = sendto(sockRaw,icmp_data,datasize,0, (sockaddr*)&dest,destlen); if (bwrote = SOCKET_ERROR) if (WSAGetLastError() = WSAETIMEDOUT) coutRequest timed out.endl; continue; else coutsendto( ) failed:WSAGetLastError(); coutendl; return -1; /显示实际发送的字节数coutPinging inet_ntoa(dest.sin_addr) with ;coutbwrote bytes of data:;coutendl; /接收数据 bread=recvfrom(sockRaw,recvbuf,MAX_PACKET,0, (sockaddr*)&from,&fromlen);if (bread = SOCKET_ERROR) if (WSAGetLastError() = WSAETIMEDOUT) coutRequest timed out.endl; continue; coutrecvfrom() failed: WSAGetLastError(); coutendl; return -1;/打开接收到的数据，从中提取ICMP头信息 DecodeICMPHEAD(recvbuf,bread,&from); /等待1s钟Sleep(1000); /输出发送的数据包数、接收的数据包数和丢失的数据包数coutendl;coutPing statistics for inet_ntoa(dest.sin_addr):endl; cout Packets:sent=4,;coutReceived=icmpcount;cout,Lost=DEF_PACKET_NUMBER-icmpcount;cout(float)(DEF_PACKET_NUMBER-icmpcount)/DEF_PACKET_NUMBER)*100;cout%loss);coutendl;/释放资源,关闭winsockif(sockRaw!=INVALID_SOCKET)closesocket(sockRaw);delete recvbuf;delete icmp_data;WSACleanup();return 0;32 运行结果点击“开始”“运行”“cmd”，输入“C:program1Debugzpp.exe+目标主机地址”即可运行程序。3.2.1 不输入目标主机地址时程序默认的目标地址为：“20”，目标主机不可达。3.2.2 输入目标主机地址为“”“”为本地的Lookback地址，能够ping通表明TCP/IP协议没有问题。3.2.3 输入目标主机地址为域名地址“”可见目标主机不可达。4 获取目的地址的另一种方法及结果41 代码用以下函数代替原先的ValidateArgs函数，运行程序时可输入目的地址，而不用在操作系统命令行中输入，主函数不带参数。void Validate(char input100) datasize=DEF_PACKET_SIZE; int i,j,k,l=0;for(i=0;i99;i+) /找到ping这个字符串if(inputi=p&inputi+1=i&inputi+2=n&inputi+3=g)j=i;break;continue; /ping之后是远程主机的地址for(i=j+4;i=0&kk=a&kk=z) k=i;break;continue;/将目标地址赋给dest数组：预先定义的字符串数组for(i=k;inputi!=0;i+)destl=inputi; l+;for(i=l;i79;i+) desti=0;Ipdest=dest; /Ipdest指向地址coutendl;42 运行结果将程序编译，组建，执行，然后从键盘上输入“ping”+目的地址。运行结果与从命令行输入目的地址一样。4.2.1 输入目标主机地址为“” “”为本地的Lookback地址，能够ping通表明TCP/IP协议没有问题。4.2.2 输入目标主机地址为域名地址“”可见目标主机不可达。5 心得刚刚拿到课题时，我只能说知道其中的ping怎么用。至于编程来实现它，则没什么头绪。课程设计的要求是采用Windows Socket API的相关函数实现。但是对于Windows Socket API，我知之甚少。于是去图书馆借了好几本书，在网上下载了资料无数，开始了三周的编程生涯。过程中遇到过很多一开始看似不可克服的难题。网络编程中有各种现成的函数，只要包含相应的头文件和库都可