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ping程序分析报告姓名：班级：学号：目录 1、Ping功能简介 …………………………………………………1 2、程序流程图 (1)主函数流程图 …………………………………………………3 (2)创建套接字流程图 ……………………………………………3 (3)建立IP选项头部流程图 ……………………………………4 (4)创建SockRaw套接字的接收/发送时限属性流程图…………4 (5)判断终端的主机名获取信息流程图 …………………………5 (6)分配堆内存流程图 ……………………………………………5 (7)接收/发送ICMP数据包流程图 ………………………………6 (8)清空Socket库所占内存 ……………………………………7 (9)传参解析函数流程图 …………………………………………7 (10)解析IP选项函数流程图 ……………………………………8 3、源代码清单 ……………………………………………………8 4、心得体会 ………………………………………………………16 1、ping功能简介 Ping 是DOS命令，一般用于检测网络通与不通，也叫时延，其值越大，速度越慢 PING (Packet Internet Grope)，因特网包探索器，用于测试网络连接量的程序。Ping发送一个ICMP回声请求消息给目的地并报告是否收到所希望的ICMP回声应答。它是用来检查网络是否通畅或者网络连接速度的命令。作为一个生活在网络上的管理员或者黑客来说，ping命令是第一个必须掌握的DOS命令，它所利用的原理是这样的：网络上的机器都有唯一确定的IP地址，我们给目标IP地址发送一个数据包，对方就要返回一个同样大小的数据包，根据返回的数据包我们可以确定目标主机的存在，可以初步判断目标主机的操作系统等。 Ping 是Windows系列自带的一个可执行命令。利用它可以检查网络是否能够连通，用好它可以很好地帮助我们分析判定网络故障。应用格式：Ping IP地址。该命令还可以加许多参数使用，具体是键入Ping按回车即可看到详细说明。 ping指的是端对端连通，通常用来作为可用性的检查，但是某些病毒木马会强行大量远程执行ping命令抢占你的网络资源，导致系统变慢，网速变慢。 2、程序流程图 ①请求版本信息，创建一个套接口 ②建立IP选项首部 ③创建SockRaw套接字的接收/发送时限属性失败成功退出main函数，并返回一个值-1 调用memset函数 ④判断终端的主机名获取信息 ⑤创建ICMP数据包,分配堆内存 ⑥接收/发送ICMP数据包 ⑦清空Socket库所占内存图1 main函数流程图调用WSAStartup()函数请求版本信息判断其返回值返回值为0，即执行返回值为非0，即执行失败成功退出main函数，并返回一个值2 调用传参解析函数用socket函数创建一个套接口，设置属性创建失败创建成功退出main函数，并返回一个值3 进入main函数步骤② 图2创建套接字流程图 bRecordRoute TRUE FALSE 调用setsockopt()函数，并判断其返回值返回值为返回值为一个进入main函数步骤 SOCKET_ERROR IP_OPTIONS ③ 的属性获得当前错误的进程号，进入main函数步骤③ 并输出错误信息图3 建立IP选项头部流程图调用setsockopt()函数设置套接字接收时限属性，判断其返回值设置失败设置成功取得错误的进程号，输出错误信息 timeout=1000; 退出main 函数调用setsockopt()函数设置套接字发送时限属性，判断其返回值设置失败设置成功取得错误的进程号，输出错误信息调用memset()函数填充数据段退出main 函数图4 创建SockRaw套接字的接收/发送时限属性流程图将点分十进制地址转化为二进制地址将该地址赋给dest.sin_addr.s_addr 无效地址判断其值有效地址通过主机名获取主机信息为NULL 不是NULL 取得错误的进程号，输出错误信息，输出主机信息退出main 函数进入main函数步骤⑤ 图5判断终端的主机名获取信息流程图利用HeapAlloc()分配堆内存函数分配成功分配失败调用memset()函数填充数据段输出堆内存分配失败推出主函数调用ICMP首部初始化函数返回值-1 图6 分配堆内存流程图 nCount=0 nCount++ nCount++==4 break 调用cksum 发送ICMP数据包失败成功超时 bwrote < datasize Y N N Y 输出退出输出错误超时函数信息 sendto bread 失败成功超时 y n 调用 ICMP解析输出退出超时 sleep（1000）信息 Sleep() 图7 接收/发送ICMP数据包流程图套接口是否有效有效无效关闭套接口利用HeapFree()函数释放堆释放SOCKET库所占的系统资源返回值0，退出主函数图8清空Socket库所占内存 i=1 i<agrc 数组argv的第i行第0列是否为‘-’或‘/’ ’ YES NO 将数组argv 第i行第1列判断数组argv第i行第0列的字符转化为小写字母的字符是否为数字转化后为其他字母 YES NO ‘r’ bRecordRoute 调用usage()函数将数组argv第i 将数组argv第i =TRUE；；退出；行的字符转化为行的字符赋给退出；长整型数赋给datasize Ipdest i++ 图9 传参解析函数流程图 i=0 计算RR选项中记录的地址个数n i<n i!=0 NO YES 输出空格通过IP地址获得主机信息赋给host host 真假输出主机名和地址输出地址 return i++ 图10解析IP首部函数流程图 3、源代码清单 // Module Name: Ping.c #include "windows.h" #include "winsock.h" #include "stdio.h" #define IP_RECORD_ROUTE 0x7 //IP记录路由 #define ICMP_ECHO 8 //ICMP回显 #define ICMP_ECHOREPLY 0 //ICMP回显应答 #define ICMP_MIN 8 //ICMP数据包最小长度 #define DEF_PACKET_SIZE 32 //差错报文长度 #define MAX_PACKET 0x10000 // ICMP包最大长度 #define MAX_IP_HDR_SIZE 60 //IP首部最大字节数 //IP头文件定义 typedef struct _iphdr { unsigned int h_len:4; //头部长度 4字节 unsigned int version:4; //IP版本号 IPv4 unsigned char tos; //服务类型 unsigned short total_len; //数据包总长度 unsigned short ident; //ID标识 unsigned short frag_and_flags; //3位标志，13位片偏移 unsigned char ttl; //生存期 unsigned char proto; //协议类型 unsigned short checksum; //IP头部的检验和 unsigned int sourceIP; //源地址 unsigned int destIP; //目的地址 } IpHeader; //ICMP头部定义 typedef struct _icmphdr { BYTE i_type; //ICMP类型（8位） BYTE i_code; //代码类型（8位） USHORT i_cksum; //头部及数据检验和（16位） USHORT i_id;ID//标识 USHORT i_seq; //序列号 ULONG timestamp; //时间戳 } IcmpHeader; //IP选项首部定义 typedef struct _ipoptionhdr { unsigned char code; //IP选项的类型 unsigned char len; //RR选项总字节长度 unsigned char ptr; //指针字段 unsigned long addr[9]; // IP地址清单 } IpOptionHeader; BOOL bRecordRoute; int datasize; char *lpdest; //定义3个全局变量 //使用信息 void usage(char *progname) { printf("usage: ping -r [data size]\n"); printf(" -r record route\n"); printf(" host remote machine to ping\n"); printf(" datasize can be up to 0x10000 Byte\n"); ExitProcess(-1); //结束进程 } //ICMP首部初始化 void FillICMPData(char *icmp_data, int datasize) { IcmpHeader *icmp_hdr = NULL; char *datapart = NULL; //指针定义及初始化 icmp_hdr = (IcmpHeader*)icmp_data; icmp_hdr->i_type = ICMP_ECHO; //ICMP回显请求 icmp_hdr->i_code = 0; icmp_hdr->i_id = (USHORT)GetCurrentProcessId();//取得当前进程号 icmp_hdr->i_cksum = 0; //检验和字段置0 icmp_hdr->i_seq = 0; datapart = icmp_data + sizeof(IcmpHeader); //datapart指针指向数据报文开头 memset(datapart, 'E', datasize - sizeof(IcmpHeader)); //填充数据段 } //计算检验和 USHORT checksum(USHORT *buffer, int size) { unsigned long cksum = 0; // 检验和字段置0 while (size > 1) { cksum += *buffer++; size -= sizeof(USHORT); } if (size) { cksum += *(UCHAR*)buffer; } cksum = (cksum >> 16) + (cksum & 0xffff);//将检验和字段高16位右移16位再与低16位相加 cksum += (cksum >>16);//将所加的检验和再与剩余低16位相加 return (USHORT)(~cksum);//检验和取反，并返回 } //解析IP选项 void DecodeIPOptions(char *buf, int bytes) { IpOptionHeader *ipopt = NULL; IN_ADDR inaddr; //声明结构体 int i; HOSTENT *host = NULL; ipopt = (IpOptionHeader *)(buf + 20); //去掉IP首部，指针指向数据选项首部 printf("RR: "); for(i = 0; i < (ipopt->ptr / 4) - 1; i++) { inaddr.S_un.S_addr = ipopt->addr[i]; if (i != 0) { printf(" "); } host = gethostbyaddr((char *)&inaddr.S_un.S_addr, sizeof(inaddr.S_un.S_addr), AF_INET);//通过IP地址获得主机信息 if (host) { printf("(%-15s) %s\n", inet_ntoa(inaddr), host->h_name); //打印IP地址和主机名 } else { printf("(%-15s)\n", inet_ntoa(inaddr)); //打印IP地址 } } return; } //解析ICMP首部函数 void DecodeICMPHeader(char *buf, int bytes, struct sockaddr_in *from) { IpHeader *iphdr = NULL; IcmpHeader *icmphdr = NULL; unsigned short iphdrlen; DWORD tick; //毫秒级数 static int icmpcount = 0; iphdr = (IpHeader *)buf; iphdrlen = iphdr->h_len * 4; //IP首部实际长度 tick = GetTickCount();//获得毫秒级数 if ((iphdrlen == MAX_IP_HDR_SIZE) && (!icmpcount)) //判断是否为一个IP数据包 { DecodeIPOptions(buf, bytes); //调用IP 选项解析函数 } if (bytes < iphdrlen + ICMP_MIN)判断IP数据包长度 { printf("Too few bytes from %s\n", inet_ntoa(from->sin_addr)); } icmphdr = (IcmpHeader*)(buf + iphdrlen); //指针指向ICMP报文首部 if (icmphdr->i_type != ICMP_ECHOREPLY) //判断ICMP类型是否为ICMP回显应答 { printf("nonecho type %d recvd\n", icmphdr->i_type); //输出其类型 return; } if (icmphdr->i_id != (USHORT)GetCurrentProcessId())//获得当前进程的ID，判断是否为ICMP标识 { printf("someone else's packet!\n"); return ; } printf("%d bytes from %s:", bytes, inet_ntoa(from->sin_addr)); printf(" icmp_seq = %d. ", icmphdr->i_seq); //输出ICMP序列号 printf(" time: %d ms", tick - icmphdr->timestamp); //打印时间戳 printf("\n"); icmpcount++; return; } //传参解析函数 void ValidateArgs(int argc, char **argv) { int i; bRecordRoute = FALSE;赋初值 lpdest = NULL; datasize = DEF_PACKET_SIZE; //初始化datasize,使其等于差错报文长度 for(i = 1; i < argc; i++) { if ((argv[i][0] == '-') || (argv[i][0] == '/')) //判断数组argv第i行第0列是否为‘-’或‘/’ { switch (tolower(argv[i][1])) //将数组argv第i行第1列的字符转化为小写字母 { case 'r': //记录路由选项 bRecordRoute = TRUE; break; default: usage(argv[0]);调用usage函数 break; } } else if (isdigit(argv[i][0])) //判断数组argv第i行第0列是否为数字 { datasize = atoi(argv[i]); //将数组argv第i 行的字符转化成长整型数 } else { lpdest = argv[i]; } } } //main函数 int main(int argc, char **argv) // argc代表命令行中的参数个数，* *argv 是指向字符串的指针 { char *icmp_data = NULL; char *recvbuf = NULL; USHORT seq_no = 0; //定义及初始化 struct sockaddr_in dest = {'\0'}; struct sockaddr_in from= {'\0'}; struct hostent *hp = NULL; //声明结构体 int bread = 0; int ret = 0; int fromlen = sizeof(from); int timeout = 1000; unsigned int addr = 0; //定义及初始化 WSADATA wsaData; //声明数据结构 SOCKET sockRaw = INVALID_SOCKET; IpOptionHeader ipopt = {'\0'}; if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData) != 0)//指明程序请求使用的socket版本，返回请求的版本信息 { printf("WSAStartup() failed: %d\n", GetLastError());//获得当前的进程错误号，并输出“请求版本信息失败” return 2; } ValidateArgs(argc, argv);//调用传参解析函数 sockRaw = socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_ICMP);//创建sockRaw套接字 if (sockRaw == INVALID_SOCKET)//创建失败 { printf("WSASocket() failed: %d\n", WSAGetLastError()); return 3;//返回值3，并退出main函数 } if (bRecordRoute) { ZeroMemory(&ipopt, sizeof(ipopt)); ipopt.code = IP_RECORD_ROUTE; ipopt.ptr = 4; //指向第一个地址列表 ipopt.len = 39; ret = setsockopt(sockRaw, IPPROTO_IP, IP_OPTIONS, (char *)&ipopt, sizeof(ipopt));// 设置sockRaw套接字属性 if (ret == SOCKET_ERROR)//设置属性失败 { printf("setsockopt(IP_OPTIONS) failed: %d\n", WSAGetLastError());//取得当前错误进程号，并输出“属性设置失败” } } bread = setsockopt(sockRaw, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, (char*)&timeout, sizeof(timeout));//设置套接字接收时限属性 if(bread == SOCKET_ERROR)//设置失败 { printf("setsockopt(SO_RCVTIMEO) failed: %d\n", WSAGetLastError()); return -1;返回值-1，并退出main函数 } timeout = 1000; bread = setsockopt(sockRaw, SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO, (char*)&timeout, sizeof(timeout));//设置套接字发送时限属性 if (bread == SOCKET_ERROR)//设置发送时限失败 { printf("setsockopt(SO_SNDTIMEO) failed: %d\n", WSAGetLastError()); return -1; 返回值-1，并退出main函数 } memset(&dest, 0, sizeof(dest));//填充数据段， dest.sin_family = AF_INET;//指定地址族 if ((dest.sin_addr.s_addr = inet_addr(lpdest)) == INADDR_NONE) //网络地址是无效的地址 { if ((hp = gethostbyname(lpdest)) != NULL) { memcpy(&(dest.sin_addr), hp->h_addr, hp->h_length); dest.sin_family = hp->h_addrtype;将hp->h_addrtype的类型赋给dest.sin_family printf("dest.sin_addr = %s\n", inet_ntoa(dest.sin_addr));//输出IP地址 } else { printf("gethostbyname() failed: %d\n", WSAGetLastError()); return -1;退出main函数，并返回值-1 } } datasize += sizeof(IcmpHeader); icmp_data = HeapAlloc(GetProcessHeap(), HEAP_ZERO_MEMORY, MAX_PACKET);//分配堆内存 recvbuf = HeapAlloc(GetProcessHeap(), HEAP_ZERO_MEMORY, MAX_PACKET); if (!icmp_data)//分配失败 { printf("HeapAlloc() failed: %d\n", GetLastError());//获得当前错误进程号，输出“堆内存分配失败” return -1; //退出main函数，并返回值-1 } memset(icmp_data,0,MAX_PACKET);//填充数据段 FillICMPData(icmp_data,datasize);//调用ICMP 初始化函数 while(1) { static int nCount = 0; //初始化 int bwrote; if (nCount++ == 4) { break;结束整个循环 } ((IcmpHeader*)icmp_data)->i_cksum = 0; ((IcmpHeader*)icmp_data)->timestamp = GetTickCount();//设定时间戳 ((IcmpHeader*)icmp_data)->i_seq = seq_no++;//设置ICMP头部序列号 ((IcmpHeader*)icmp_data)->i_cksum = checksum((USHORT*)icmp_data, datasize);//调用计算检验和函数，将其返回值赋给i_cksum bwrote = sendto(sockRaw, icmp_data, datasize, 0, (struct sockaddr*)&dest, sizeof(dest)); //发送ICMP数据包 if (bwrote == SOCKET_ERROR) //发送失败 { if (WSAGetLastError() == WSAETIMEDOUT) //当前错误进程号为超时 { printf("timed out\n"); continue; //结束本次循环 } printf("sendto() failed: %d\n", WSAGetLastError()); return -1; //退出main函数，并返回值-1 } if (bwrote < datasize)//已发送字节数小于datasize { printf("Wrote %d bytes\n", bwrote); } bread = recvfrom(sockRaw, recvbuf, MAX_PACKET, 0, (struct sockaddr*)&from, &fromlen);// 接收ICMP数据包 if (bread == SOCKET_ERROR) //接收失败 { if (WSAGetLastError() == WSAETIMEDOUT) //当前错误进程号为超时 { printf("timed out\n"); continue; //结束本次循环 } printf("recvfrom() failed: %d\n", WSAGetLastError()); return -1; 退出main函数，并返回值-1 } DecodeICMPHeader(recvbuf, bread, &from); //调用解析ICMP头部函数 Sleep(1000);//暂停1000ms } if (sockRaw != INVALID_SOCKET) //套接字有效 { closesocket(sockRaw); //关闭套接字 } HeapFree(GetProcessHeap(), 0, recvbuf); HeapFree(GetProcessHeap(), 0, icmp_data); //释放堆内存 WSACleanup();//应用程序完成对请求的Socket库的使用调用WSACleanu

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