Ping程序的实现
ping 原理
ping 原理
Ping是一种网络工具，用于测试主机之间的连通性。
它的原理是向目标主机发送一个小的网络数据包（ICMP报文），然后等待目标主机回复。
通过观察回复时间和成功率，可以评估目标主机的响应速度和连通性。
当执行ping命令时，操作系统会创建一个ICMP报文，并附上自己的IP地址和目标主机的IP地址。
然后，该报文将通过本地网络接口发送到目标主机。
一旦目标主机收到报文，它将从目标主机发送一个回复报文，其中包含原始数据包的部分或全部。
在收到回复报文后，ping工具会记录下往返时间（Round-Trip Time，RTT），这是发送报文到接收回复报文的时间间隔。
根据RTT可以判断目标主机的响应速度，通常以毫秒为单位。
另外，ping还会记录成功发送和接收报文的次数，用于计算成功率。
成功率表示在一定时间内成功传送数据包的比例。
通常以百分比表示。
通过连续发送ping报文并收集回复报文，可以得到目标主机的平均响应时间和连通性情况。
ping工具通常会输出每个报文的序列号、发送时间、回复时间和成功率等信息，帮助用户分析网络延迟和故障。
需要注意的是，由于网络拥塞、目标主机故障或防火墙限制等原因，ping命令可能会失败或延迟较高。
因此，在进行网络测
试时，应该综合考虑多个因素，并使用其他工具和技术进行更全面的评估。
用C语言实现Ping程序功能
用C语言实现Ping程序功能用C语言实现Ping程序功能部分人用ping命令只是作为查看另一个系统的网络连接是否正常的一种简单方法。
在这篇文章中，作者将介绍如何用C语言编写一个模拟ping命令功能的程序。
ping命令是用来查看网络上另一个主机系统的网络连接是否正常的一个工具。
ping命令的工作原理是：向网络上的另一个主机系统发送ICMP报文，如果指定系统得到了报文，它将把报文一模一样地传回给发送者，这有点象潜水艇声纳系统中使用的发声装置。
例如，在Linux终端上执行ping localhost命令将会看到以下结果:PING localhost.localdomain (127.0.0.1) from 127.0.0.1 : 56(84) bytes of data.64 bytes from localhost.localdomain (127.0.0.1): icmp_seq=0 ttl=255 time=112 usec64 bytes from localhost.localdomain (127.0.0.1): icmp_seq=1 ttl=255 time=79 usec64 bytes from localhost.localdomain (127.0.0.1): icmp_seq=2 ttl=255 time=78 usec64 bytes from localhost.localdomain (127.0.0.1): icmp_seq=3 ttl=255 time=82 usec--- localhost.localdomain ping statistics ---4 packets transmitted, 4 packets received, 0% packet lossround-trip min/avg/max/mdev = 0.078/0.087/0.112/0.018 ms由上面的执行结果可以看到，ping命令执行后显示出被测试系统主机名和相应IP地址、返回给当前主机的ICMP报文顺序号、ttl生存时间和往返时间rtt（单位是毫秒，即千分之一秒）。
Ping 程序设计原理(2023最新版)
Ping 程序设计原理⒈引言本文档旨在介绍 Ping 程序设计原理，包括其概述、设计原则和实现细节。
Ping 是一种网络工具，用于测试主机之间的网络连通性。
本文将讨论 Ping 的基本原理、实现方法以及使用示例。
⒉概述Ping 是一种基于 ICMP（Internet Control Message Protocol）的网络工具，它通过向目标主机发送 ICMP 回显请求消息（Echo Request）并等待目标主机的 ICMP 回显应答消息（Echo Reply）来测试主机之间的连通性。
⒊设计原则在设计 Ping 程序时，需要考虑以下原则：- 网络层协议：Ping 使用 ICMP 协议进行通信，所以需要对ICMP 协议进行理解和实现。
- 数据包处理：Ping 程序需要构造 ICMP 回显请求消息，并解析目标主机的 ICMP 回显应答消息。
- 超时机制：Ping 程序需要设置合理的超时时间，如果在超时时间内未接收到回显应答，则认为连接超时。
- 循环测试：Ping 程序可以通过循环发送 ICMP 回显请求消息来进行连通性测试。
⒋实现细节⑴ ICMP 协议ICMP 是一种网络层协议，用于在 IP 网络中传递错误消息和操作性消息。
在 Ping 程序中，我们使用 ICMP 协议来进行主机之间的连通性测试。
⑵构造 ICMP 回显请求消息Ping 程序在发送 ICMP 回显请求消息时，需要构造相应的数据包。
构造 ICMP 数据包过程需要设置以下字段：- 类型：设置为 8，表示 ICMP 回显请求消息。
- 代码：通常设为 0。
- 校验和：对 ICMP 数据包进行校验和计算。
- 标识符和序列号：用于识别 ICMP 回显请求消息和回显应答消息之间的对应关系。
- 数据：可以包含任意数据，用于传递给目标主机处理。
⑶解析 ICMP 回显应答消息Ping 程序在接收到目标主机的 ICMP 回显应答消息时，需要解析其内容。
解析 ICMP 数据包时，需要检查以下字段：- 类型：应为 0，表示 ICMP 回显应答消息。
socket实现ping命令的原理
socket实现ping命令的原理简介在计算机网络中，pi n g命令是一种用于测试两台主机之间网络连接性的常用工具。
本文将介绍使用so ck et编程实现p in g命令的原理。
什么是sock et？在网络通信中，s ock e t是一种通信机制，它可以使得不同计算机上的程序能够进行数据交换。
通过使用so ck et，我们可以实现不同计算机之间的网络连接和数据传输。
pin g命令的作用p i ng命令用于测试两台主机之间的网络连接性以及网络延迟。
它发送一条IC MP（I nt er ne t Co nt ro lM es sa geP r ot oc ol）回显请求消息到目标主机，并等待该主机返回回显应答消息。
通过这种方式，我们可以确定目标主机是否可达以及网络延迟的情况。
使用socke t编程实现pin g命令使用so ck et编程实现p in g命令需要以下几个步骤：步骤一：创建s o c k et首先，我们需要创建一个so ck et，用于与目标主机建立网络连接。
i m po rt so ck et创建一个IPv4的UDP socketc l ie nt_s oc ke t=soc k et.s oc ke t(so cke t.A F_IN ET,s oc ket.SO CK_ D G RA M)步骤二：设置超时时间为了避免长时间等待应答，我们可以设置一个超时时间。
当发送p in g请求后，如果在超时时间内未收到应答，我们可以认为网络连接存在问题。
设置超时时间为1秒钟c l ie nt_s oc ke t.set t im eo ut(1)步骤三：发送p i n g请求使用so ck et发送pi n g请求需要构建一个I CM P回显请求消息，并发送给目标主机。
i m po rt st ru ct构建ICMP回显请求消息ICMP回显请求ICMP Code为0填充校验和为0标识符（任意数值）序列号（任意数值）构建ICMP消息，计算校验和i c mp_h ea de r=st ruc t.p ac k('!BB HH H',i cm p_ty pe,i cm p_c o de,i cm p_c he ck su m,ic mp_i de nt if ie r,ic mp_s eq ue nc e)计算校验和更新校验和发送ping请求c l ie nt_s oc ke t.send to(i cm p_he ad er,(de st in at io n_ip,0))步骤四：接收应答接下来，我们需要等待目标主机的回应，并对回应消息进行解析。
ping程序设计与实现课程设计
ping程序设计与实现课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解ping程序的工作原理，掌握网络诊断的基本方法。
2. 学生能描述IP协议、ICMP协议的基本概念及其在ping程序中的应用。
3. 学生了解计算机网络的通信原理，掌握如何利用ping程序检测网络连通性。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，独立编写简单的ping程序。
2. 学生通过实践操作，提高问题分析及解决能力，具备基本的网络诊断技巧。
3. 学生掌握使用编程工具（如：IDE、编译器等）进行代码编写、调试和优化。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对计算机网络的兴趣，激发学习编程的热情。
2. 学生在学习过程中，培养团队协作、沟通表达的能力，增强自信心。
3. 学生通过本课程的学习，认识到网络技术在实际应用中的重要性，培养对网络安全的责任感。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程旨在让学生掌握ping程序的设计与实现，结合实际操作，提高学生的编程能力和网络诊断技巧。
课程目标具体、可衡量，有助于教师进行教学设计和评估。
通过本课程的学习，学生将具备基本的网络编程知识和技能，为今后的学习和工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 网络基础知识回顾：IP协议、ICMP协议、网络层通信原理。
2. ping程序工作原理：发送ICMP请求、接收ICMP回复、计算往返时间（RTT）。
3. 编程语言基础：C语言或Python语言的基本语法，重点掌握数据类型、控制结构、函数定义。
4. ping程序设计与实现：- 环境搭建：安装编程工具、配置网络环境。
- 代码编写：根据ping程序工作原理，编写发送和接收ICMP请求的代码。
- 调试与优化：调试代码，处理异常情况，优化程序性能。
5. 实践操作：分组进行实际操作，组内讨论、分析问题，相互协作完成ping 程序编写。
6. 网络诊断技巧：运用ping程序检测网络连通性，分析网络延迟、丢包等问题。
教学内容安排和进度：第一课时：网络基础知识回顾，介绍ping程序工作原理。
c++ ping程序实例
下面是一个简单的 C++ Ping 程序示例，它使用`ICMP`协议来发送和接收`ping`包，并计算往返时间（Round-Trip Time，RTT）。
```cpp#include <iostream>#include <Windows.h>#include <Iphlpapi.h>#pragma comment(lib, "Iphlpapi.lib")// 定义 Ping 类class Ping {public:Ping() {// 初始化IcmpHandleIcmpCreateFile(&IcmpHandle);}~Ping() {// 关闭IcmpHandleIcmpCloseHandle(IcmpHandle);}bool ping(const char *hostname) {// 填充IcmpSendEcho结构体ICMP_ECHO_REPLY IcmpEcho;DWORD dwSize = sizeof(ICMP_ECHO_REPLY);if (IcmpSendEcho(IcmpHandle, hostname, NULL, 0, &IcmpEcho, &dwSize) == 0) {std::cout << "Bytes Sent: " << dwSize << std::endl;std::cout << "收到响应！" << std::endl;// 获取时间FILETIME ftSend, ftRecv;GetSystemTimeAsFileTime(&ftSend);if (IcmpReceiveEcho(IcmpHandle, &IcmpEcho, &dwSize, &ftRecv) == 0) {std::cout << "字节数: " << dwSize << std::endl;std::cout << "往返时间: " << (dwSize == 0 ? -1 : (static_cast<LONGLONG>(ftRecv.dwLowDateTime - ftSend.dwLowDateTime) / 10000000) + (static_cast<LONGLONG>(ftRecv.dwHighDateTime - ftSend.dwHighDateTime) / 600000000)) << " 毫秒" << std::endl;return true;}}else {std::cerr << "发送失败！" << GetLastError() << std::endl;}return false;}private:HANDLE IcmpHandle;};int main() {Ping ping;if (ping.ping("8.8.8.8")) {std::cout << "成功！" << std::endl;}else {std::cerr << "失败！" << std::endl;}return 0;}```这个程序使用了 Windows API 中的`IcmpSendEcho`和`IcmpReceiveEcho`函数来发送和接收`ping`包。
简单的ping6程序的实现内有代码
if(sendto(socksaw,sendbuf,packetsize,0,(struct sockaddr *)&send_addr,
sizeof(send_addr))<0)//发送数据包
{
perror("sento error");
{
perror("recvfrom error");
}
gettimeofday(&recvtime,NULL);//保存接收数据包时间
unpack(recvbuf,n);//解压数据包，并数据处理
}
}
解压收到的报文：接收到报文后判断报文长度是不是太短，如果不是证明报文有效，需要判断报文的类型是否为回送应答报文即类型号是不是129，并核实其标识ID是否是本进程PID，确定报文正确后，接收序列号加1.通过接收报文的时间减去发送报文的时间，可以得到报文往返时间。最后是对返回信息进行显示，因为ipv6为128个字节，中间为0的位一般用：：代替，为了显示美观，采用了标志位flag进行判断，达到显示标准ipv6地址格式的目的。
}
}
}
接受报文：接受报文在接收数据包的值小于发送数据包的值时，继续接收数据包，通过recvfrom函数将接收到的数据存储到recvbuf中，将发送数据端的IP地址存储在recv_addr中，记录接收数据包的时间，调用unpack函数对数据包进行解包和数据分析。接收到一个报文后接收序列号并没有加1，而是在解包后确定数据包正确后加1，防止接收错误的报文导致丢包的情况。
在linux下ICMPv6的报文头结构如下：
本程序中，报文简化为只包含消息类型、消息代码、数据报的ID、数据报的序列号及数据段几个部分。
编程模拟ping程序
一、实验题目编程模拟ping程序，实现Ping程序的基本功能，即接收到一个ping程序数据包后给出回应。
二、原理概述ping命令是用来查看网络上另一个主机系统的网络连接是否正常的一个工具。
ping命令的工作原理是：向网络上的另一个主机系统发送ICMP报文，如果指定系统得到了报文，它将把报文一模一样地传回给发送者，这有点象潜水艇声纳系统中使用的发声装置。
想要了解ping命令的原理必须了解ICMP协议、ICMP报文格式和IP报文格式。
（1）ICMP报文结构ICMP 报文结构: ICMP 报文前四个字节为报文头部分,第一个字节为报文类型,第二个字节未用, 第三四个字节为报文的校验和。
从第四个字节开始为长度可变的数据段,该段的内容取决于ICMP 的类型,本文所要使用的请求报文和请求应答报文的数据段中前四个字节是报文的标识符和顺序号。
对于整个ICMP 报文来说其长度最长不能超过64K字节。
ICMP 报文结构如图1 所示。
0 7 8 15 16 31 32 47 48 63 64（2）IP报文结构ICMP 报文和其它位于IP 层的报文一样是作为IP 报文的数据段加上IP 报文头组成IP 数据报发出,其中IP 报文头长度一般为20 个字节。
如图2所示。
三、设计方案根据实验题目查找相关资料，熟悉及理解ping的工作原理，从而进一步设计ping程序的功能图和系统流程图。
准备工作做好后就可上机调试，验证其可行性并查找漏洞，完善ping程序。
（1） ping程序的设计包含了4部分：IP、ICMP的头结构，主函数模块，CMP数据包校验和的计算和使用说明模块。
（2）系统流程图首先在主函数里定义变量同时进行初始化，然后检查参数的正确性，如果参数不正确或者没有输入参数，则显示用户帮助信息(Usage )，并结束程序；如果参数正确，则对指定目的地执行Ping命令，如果Ping通，则显示Ping结果并释放占用资源，如果没有Ping通，则报告错误信息，并释放占用资源。
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湖南工业大学
课程设计
资料袋
计算机与通信学院学院（系、部）2011 ~ 2012 学年第 1 学期课程名称计算机网络原理指导教师李建设职称副教授
学生姓名专业班级学号
题目
成绩起止日期2011 年11 月24 日～2011 年12 月4 日
目录清单
课程设计任务书 2010 —2011学年第 2 学期 学院（系、部）
计算机与通信学院 专业 软件工程 班级 091-3 课程名称： 计算机网络原理 学生姓名： 自己填写 设计题目： Ping 程序的实现 指导教师： 李建设 完成期限：自 2011 年 11 月 24 日至 2011 年 12 月 4 日 共 2 周
内
容
及
任
务
一、设计内容
实现ping 功能。
程序能实现基本的ping 操作，发送ICMP 回显请求报文，接收显应答报文。
1. 能记录路由。
程序提供了“-r ”选项，用以记录从源主机到目的主机的路由。
2. 能输出指定条数的记录。
程序提供了“-n ”选项，用以输出指定条数的记录。
3. 能按照指定大小输出每条记录。
程序提供了“datasize ”选项，用以指定输出的数据报的大小。
4. 能输出用户帮助。
程序提供了用户帮助，显示程序提供的选项以及选项格式等。
5. 以图形显示输出结果。
二、设计任务 课程设计说明书（纸质+电子版），内容包括：设计内容、系统分析(包括可行性分析、需求分析等)及功能分析；系统设计（要求画出系统整体功能框图、流程图、并给出相应地关键的代码且对所使用的主要数据结构进行说明等。
）、设计总结（评价/遇到的问题/体会/建议等）、使用说明等。
三、设计要求
1. 按功能要求开发系统，能正确运行。
程序代码书写规范，有充足的注释。
2. 课程设计所使用的编程语言任选，但建议使用C 或C++；
3. 绿色软件：程序运行不需安装，避免写系统和注册表；
进
度
安
排
起止日期 工作内容 2011-11-24~2011-11-27 选题 2011-11-28~2011-11-29 系统分析和设计； 2011-11-30~2011-12-3 熟悉软件开发工具、编码系统、系统测试 2011-12-04~2011-12-05 撰写并提交课程设计说明书 (含电子文档)、源程序等。
主
要
参
考
资
料 [1] (美) Larry Peterson 著，薛静锋等译. 《计算机网络:系统方法》 (第4版) ,机械工业出版社，2009 [2] (荷) Andrew S.Tanenbaum 著,潘爱民译. 《计算机网络》(第4版),清华大学出版社, 2004 [3] 谢希仁著.《计算机网络》((第5版) ,电子工业出版社, 2008.1 [4] 吴功宜等著.《计算机网络课程设计》，机械工业出版社，2005
指导教师（签字）： 年 月 日 系（教研室）主任（签字）： 年 月 日
课程设计说明书
课程名称：
设计题目：
专业：班级：
学生姓名: 学生填写学号:(写全号)指导教师:
年月日
目录
1 课程设计简介（宋体，三号） (5)
1.1 课程设计的目的（宋体，小三） (5)
1.2 课程设计内容（宋体小三） (5)
2课程设计实现过程（宋体，三号） (6)
（要求写详细过程） (6)
2.1（宋体，小三） (6)
2.2（宋体，小三） (6)
2.3 (6)
3设计总结 (7)
参考文献 (8)
整个写完后使用更新域（在目录上点击右键选择更新域）确定各部分的页码！！
1 课程设计简介（宋体，三号）
1.1 课程设计的目的（宋体，小三）
××××××
（正文字体要求为宋体，字号为小四，行间距20磅，每段前空2字符）1.2 课程设计内容（宋体小三）
（正文字体要求为宋体，字号为小四，行间距20磅，每段前空2字符）
2课程设计实现过程（宋体，三号）
（要求写详细过程）
（正文字体要求为宋体，字号为小四，行间距20磅，每段前空2字符）
该部分必须包括：系统结构框图、各模块流程图、关键代码、主要的数据结构、测试与评价等
2.1（宋体，小三）
××××××
（正文字体要求为宋体，字号为小四，行间距20磅，每段前空2字符）
2.2（宋体，小三）
××××××
（正文字体要求为宋体，字号为小四，行间距20磅，每段前空2字符）
2.3
××××××
（正文字体要求为宋体，字号为小四，行间距20磅，每段前空2字符）
3设计总结
（正文字体要求为宋体，字号为小四，行间距20磅，每段前空2字符）
参考文献
（参考文献使用以下格式书写：）
[1] 袁庆龙，候文义．Ni-P合金镀层组织形貌及显微硬度研究［Ｊ］．太原理工
大学学报，2001，32(1)：51-53.（连续出版物：［序号］主要责任者．文献题名［J］．刊名，出版年份，卷号(期号)：起止页码）
[2] 刘国钧，王连成．图书馆史研究［Ｍ］．北京：高等教育出版社，1979：15-18，
31．（专著：［序号］主要责任者．文献题名［Ｍ］．出版地：出版者，出版年：起止页码．）
[3] 孙品一．高校学报编辑工作现代化特征［Ｃ］．中国高等学校自然科学学报
研究会．科技编辑学论文集(2)．北京：北京师范大学出版社，1998：10-22．（论文集：[序号］主要责任者．文献题名[Ｃ]∥主编．论文集名．出版地：出版者，出版年：起止页码．）。