1、ping程序报告课程设计题目一实验项目名称：PING程序设计实验项目性质:综合性所属课程名称：计算机网络实验计划学时:四个题目总共2周一、实验目的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。PING程序基于ICMP，使用ICMP的回送请求和回送应答来工作。由计算机网络课程知道，ICMP是基于IP的一个协议，ICMP包通过IP的封装之后传递.课程设计中选取PING程序的设计，其目的是希望同学们通过PING程序的设计，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。二、实验内容和要求1、RAW模式的SOCKET编程PING程序是面向用户的应用程序，该程序
2、使用ICMP的封装机制，通过IP协议来工作.为了实现直接对IP和ICMP包进行操作，实验中使用RAW模式的SOCKET编程。熟悉SOCKET的编程,包括基本的系统调用如SOCKET、BIND等;2、具体内容1)定义数据结构需要定义好IP数据报、ICMP包等相关的数据结构;2)程序实现在WINDOWS环境下实现PING程序；3)程序要求在命令提示符下输入: PING .。其中为目的主机的IP地址，不要求支持域名，对是否带有开关变量也不做要求.不带开关变量时,要求返回4次响应。返回信息的格式： REPLY FROM .。或 REQUEST TimeOut （无法PING通的情况）.三、实验主要仪器
3、设备和材料联网计算机。四、实验方法、步骤及结构测试实验按下述步骤进行：1)熟悉IP以及ICMP协议的工作机制2)熟悉RAW模式的SOCKET编程3)编写PING的实现程序4)编译环境中需要包括SOCKET库 WS2_32。lib5)在模拟实现环境下调试并运行自己编写的PING程序6)保留你实现的程序在你的用户目录下，以备辅导教师检查7)最后提交源程序，撰写实验报告五、具体实现过程 设计摘要关键词：PING命令，IP/ICMP协议，SOCKET编程，FTPclient/server程序摘要：本课程设计包含了PING程序设计应用及文件传输协议的简单设计与实现。其中PING程序设计使用了RAW模式的
4、SOCKET编程，程序使用ICMP的封装机制，通过IP协议来工作.本程序支持连续Ping而且支持域名方式ping 文件传送是各种计算机网络实现的基本功能，文件传送协议是一种最基本的应用层协议按照客户/服务器的模式进行工作，提供交互式的访问，是INTERNET使用最广泛的协议之一。文件传输协议的简单设计与实现建立在计算机网络实验环境TCP/IP 网络体系结构之上,使用socket 编程接口编写两个程序,分别为客户程序(client。c）和服务器程序（server。c），实现下述命令功能:get ， put, pwd， dir， cd, ?, quit 等,利用了已有网络环境设计并实现简单应用层协
5、议.本设计包括了具体设计任务，基本思路及所涉及的相关理论，设计流程图，调试过程中出现的问题及相应解决办法，实验运行结果，核心程序，个人体会及建议等.1实验前准备1。1、设计基本思路在PING的工作原理下，PING程序基于ICMP,使用ICMP的回送请求和回送应答来工作。为了实现直接对IP和ICMP包进行操作，设计采用RAW模式的SOCKET编程，实现网络连通性的测试,探测主机到主机之间是否可通信，如果不能ping到某台主机,表明不能和这台主机建立连接.当传送IP数据包发生错误，ICMP协议将会把错误信息封包，然后传送回给主机.PING程序是面向用户的应用程序，该程序使用ICMP的封装机制，通过
6、IP协议来工作。1.2、PING的工作原理PING 程序是用来探测主机到主机之间是否可通信，如果不能ping到某台主机，表明不能和这台主机建立连接。ping 使用的是ICMP协议,它发送ICMP回送请求消息给目的主机.ICMP协议规定：目的主机必须返回ICMP回送应答消息给源主机。如果源主机在一定时间内收到应答，则认为主机可达。ICMP协议通过IP协议发送的，IP协议是一种无连接的，不可靠的数据包协议。因此，保证数据送达的工作应该由其他的模块来完成。其中一个重要的模块就是ICMP(网络控制报文)协议。当传送IP数据包发生错误比如主机不可达,路由不可达等等，ICMP协议将会把错误信息封包，然后传
7、送回给主机。给主机一个处理错误的机会,这也就是为什么说建立在IP层以上的协议是可能做到安全的原因。ICMP数据包由8bit的错误类型和8bit的代码和16bit的校验和组成。而前 16bit就组成了ICMP所要传递的信息。PING利用ICMP协议包来侦测另一个主机是否可达。原理是用类型码为0的ICMP发请求,受到请求的主机则用类型码为8的ICMP回应。ping程序来计算间隔时间，并计算有多少个包被送达。用户就可以判断网络大致的情况。1.3、RAW模式的SOCKET编程 Windows Sockets规范以U.C. Berkeley大学BSD UNIX中流行的Socket接口为范例定义了一套Mi
8、corosoft Windows下网络编程接口。它不仅包含了人们所熟悉的Berkeley Socket风格的库函数；也包含了一组针对Windows的扩展库函数,以使程序员能充分地利用Windows消息驱动机制进行编程。 Windows Sockets规范本意在于提供给应用程序开发者一套简单的API，并让各家网络软件供应商共同遵守。此外，在一个特定版本Windows的基础上，Windows Sockets也定义了一个二进制接口(ABI），以此来保证应用Windows Sockets API的应用程序能够在任何网络软件供应商的符合Windows Sockets协议的实现上工作。因此这份规范定义了应
9、用程序开发者能够使用，并且网络软件供应商能够实现的一套库函数调用和相关语义。 任何能够与Windows Sockets兼容实现协同工作的应用程序就被认为是具有Windows Sockets接口。我们称这种应用程序为Windows Sockets应用程序。 Windows Sockets规范定义并记录了如何使用API与Internet协议族（IPS，通常我们指的是TCP/IP）连接，尤其要指出的是所有的Windows Sockets实现都支持流套接口和数据报套接口。 应用程序调用Windows Sockets的API实现相互之间的通讯。Windows Sockets又利用下层的网络通讯协议功能和
10、操作系统调用实现实际的通讯工作。2设计流程图 图一3实验运行情况输入ping 127.0.0.1的结果如下图(默认Ping 4次）：输入ping t 127。0.0。1，t表示修改ping的次数为无穷，Ping的结果如下图：4。 PING核心程序PING核心程序如下：/ ping。cpp ： 定义控制台应用程序的入口点。#includeWinsock2.hincludeincludestdio。hdefine SEND_SIZE 32define PACKET_SIZE 4096define ICMP_ECHO 8define ICMP_ECHOREPLY 0#pragma comment（l
11、ib,Ws2_32。lib”)struct icmp unsigned char icmp_type; /类型 unsigned char icmp_code； /编码 unsigned short icmp_chksum； /校验和 unsigned short icmp_id； /标示符 unsigned short icmp_seq； /顺序号 unsigned long icmp_data; /数据；struct ip unsigned char ip_hl：4; /报头长度 unsigned char ip_v:4; /版本号 unsigned char ip_tos; /服务类型
12、unsigned short ip_len; /总长度 unsigned short ip_id; /标识 unsigned short ip_off; /标志 unsigned char ip_ttl； /生存时间 unsigned char ip_p; /协议号 unsigned short ip_sum; /报头校验和 unsigned long ip_src; /源IP地址 unsigned long ip_dst； /目的IP地址;char sendpacketPACKET_SIZE；char recvpacketPACKET_SIZE;struct sockaddr_in dest
13、_piont； /specify a local or remote endpoint address to which to connect a socket。 struct sockaddr_in from_piont;int sockfd;int pid；bool loop;unsigned short cal_chksum(unsigned short *addr，int len)；int pack（int pack_no)；int unpack(unsigned char buf,int len）;void send_packet(void）；void recv_packet（voi
14、d);int main（int argc, char *argv)struct hostent *host_info；struct protoent *protocol；int timeout=1000；int send_count=4;int i;char target_host；target_host=argvargc-1；/域名switch(argc）case 2： break;case 3: if(strcmp(argv1，”t）=0） send_count=10000； break； default: printf(usage： %s -t host name or IP addre
15、ssn,argv0)； exit(1）; WORD wVersionRequested;WSADATA wsaData;int err;wVersionRequested = MAKEWORD(2, 2）;err = WSAStartup（wVersionRequested， wsaData）;if ( err ！= 0 ) return 0；/if （ LOBYTE(wsaData。wVersion） != 2 |HIBYTE(wsaData。wVersion) ！= 2 ） WSACleanup（)； return 0;/ protocol=getprotobyname（icmp);soc
16、kfd=socket(AF_INET，SOCK_RAW,protocol-p_proto）;if （host_info = gethostbyname(target_host)） dest_piont。sin_family=AF_INET； memcpy（ (char*）&dest_piont。sin_addr，host_info-h_addr，host_info- h_length); else printf(ping request could find host %s。 n”, target_host）; return 0; printf（Pinging %s s：with %d byt
17、es of data：nn”,target_host,inet_ntoa(dest_piont。sin_addr)，SEND_SIZE）； if(argc=2) for(i=0;i1) sum+=*w+； nleft-=2; if（ nleft=1） /处理ICMP报头为奇数个字节时累加最后一个 *(unsigned char )(&answer)=（unsigned char ）w； sum+=answer; sum=(sum16）+(sum&0xffff）; sum+=（sum16）； answer=sum; return answer;/打包int pack(int pack_no) i
18、nt packsize; struct icmp icmp；packsize=8+SEND_SIZE;icmp=(struct icmp）sendpacket; icmp-icmp_type=ICMP_ECHO; icmpicmp_code=0; icmpicmp_chksum=0; icmpicmp_seq=pack_no; icmp-icmp_data=GetTickCount(）；/数据项用系统时间填充 icmpicmp_chksum=cal_chksum（ （unsigned short )icmp，packsize）; /*校验算法*/ return packsize;/解包int
19、unpack(char buf,int len) struct ip *ip; struct icmp icmp； double rtt; int iphdrlen; ip=(struct ip *)buf； iphdrlen=ip-ip_hl*4; icmp=(struct icmp )（buf+iphdrlen）; if（ (icmp-icmp_type=ICMP_ECHOREPLY） & （icmp-icmp_id=pid) ） len=leniphdrlen-8; rtt=GetTickCount(）icmpicmp_data; printf(”Reply from s: bytes=
20、%d time=%.0fms TTL=d icmp_seq=un”， inet_ntoa（from_piont。sin_addr),len，rtt,ipip_ttl，icmpicmp_seq)； return 1; return 0；/发送void send_packet(） int packetsize； static int pack_no=0；packetsize=pack（pack_no+); /打包if(sendto（sockfd,sendpacket,packetsize,0，(struct sockaddr）dest_piont,sizeof(dest_piont)=0)succ
21、ess=unpack(recvpacket,n）；/解包else if （WSAGetLastError（） = WSAETIMEDOUT） printf（”Request timed out.n”）; return； while（!success);5. 心得体会通过本实验熟悉了ping的工作原理以及RAW模式的socket编程,初步掌握了ping程序的设计，并能利用它初步测试判断网络连通性能。网络是一个实践性比较强的课程,通过此设计和应用,加深了网络的理解。参考文献【1】谭浩强编著 C+程序设计。北京：清华大学出版社，2004,6【2】谭浩强编著 C程序设计。北京：清华大学出版社,2005,7【3】王洪涛 编著 深入剖析Visual C+.北京：人民邮电出版社，2003，3【4】陈良伦编著 网络工程概论.北京：机械工业出版社,2007，4
