icmp ping实现

ICMP Ping是一种基于Internet Control Message Protocol（ICMP）的网络诊断工具，用于测试网络连通性。当一台设备向另一台发送一个ICMP Echo Request（也称为Ping请求）时，目标设备会回应一个ICMP Echo Reply（响应），如果网络连接正常，这个过程就会非常快速。以下是ICMP Ping实现的基本步骤：

1. 发送端（客户端）创建一个ICMP Echo Request消息，包含一个序列号和一个时间戳。
2. 这个消息被封装在一个IP数据包中，目标地址是接收端的IP地址。
3. IP数据包携带协议类型（1）和代码（8）标识为ICMP Echo，然后发送到目标网络。
4. 目标网络接收到这个请求后，会检查合法性，然后创建一个ICMP Echo Reply，包括原始的序列号、时间戳以及从接收到现在的时间差（往返延迟）。
5. 这个Echo Reply返回到发送端，通常还会附带一些错误信息（如果有的话）。
6. 发送端解析Echo Reply，比较序列号和时间戳，验证消息是否完整，然后计算并显示往返延迟。

相关问题

头歌icmp ping实现第三关

实现icmp ping需要使用原始套接字，发送ICMP请求并等待响应。以下是实现icmp ping的大致步骤：

1. 创建原始套接字，可以使用socket函数设置socket类型为SOCK_RAW，协议为IPPROTO_ICMP。

2. 构造ICMP请求报文，包括ICMP头和数据部分。ICMP头中需要设置type和code字段为ICMP_ECHO_REQUEST和0，以及设置校验和checksum字段。

3. 将ICMP请求报文发送到目标IP地址，可以使用sendto函数。

4. 等待响应报文，可以使用recvfrom函数。接收到响应报文后，可以解析出ICMP头中的字段，判断是否为ICMP_ECHO_REPLY类型，以及校验和是否正确。

5. 计算并输出ping的延迟时间，可以使用gettimeofday函数获取当前时间，并将其与ICMP请求报文中的timestamp字段进行比较计算。

6. 关闭套接字，释放资源。

需要注意的是，实现icmp ping需要root权限，因为使用了原始套接字。同时，防火墙可能会屏蔽ICMP请求报文，导致无法收到响应，需要进行相应的配置。

头歌icmp ping实现第三关代码答案

以下是一个使用C语言实现icmp ping的示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/ip_icmp.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <time.h>
#include <sys/time.h>

#define PACKET_SIZE 4096
#define MAX_WAIT_TIME 5
#define MAX_NO_PACKETS 3

char sendpacket[PACKET_SIZE];
char recvpacket[PACKET_SIZE];
int sockfd, datalen = 56;
int nsend = 0, nreceived = 0;
struct sockaddr_in dest_addr;
pid_t pid;

void send_packet();
void recv_packet();
void calc_rtt(struct timeval tvrecv);
void tv_sub(struct timeval *out, struct timeval *in);

unsigned short cal_chksum(unsigned short *addr, int len) {
    int nleft = len;
    int sum = 0;
    unsigned short *w = addr;
    unsigned short answer = 0;

    while (nleft > 1) {
        sum += *w++;
        nleft -= 2;
    }

    if (nleft == 1) {
        *(unsigned char *)(&answer) = *(unsigned char *)w;
        sum += answer;
    }

    sum = (sum >> 16) + (sum & 0xffff);
    sum += (sum >> 16);
    answer = ~sum;
    return answer;
}

void send_packet() {
    memset(sendpacket, 0, sizeof(sendpacket));
    struct icmp *icmp = (struct icmp*)sendpacket;
    icmp->icmp_type = ICMP_ECHO;
    icmp->icmp_code = 0;
    icmp->icmp_id = pid;
    icmp->icmp_seq = nsend++;
    memset(icmp->icmp_data, 'a', datalen);
    gettimeofday((struct timeval*)icmp->icmp_data, NULL);
    icmp->icmp_cksum = cal_chksum((unsigned short*)icmp, sizeof(struct icmp) + datalen);
    sendto(sockfd, sendpacket, sizeof(struct icmp) + datalen, 0, (struct sockaddr *)&dest_addr, sizeof(dest_addr));
}

void recv_packet() {
    int n;
    socklen_t fromlen;
    struct timeval tvrecv;
    struct ip *ip;
    struct icmp *icmp;
    fromlen = sizeof(dest_addr);
    if ((n = recvfrom(sockfd, recvpacket, sizeof(recvpacket), 0, (struct sockaddr *)&dest_addr, &fromlen)) < 0) {
        perror("recvfrom error");
        return;
    }
    gettimeofday(&tvrecv, NULL);
    ip = (struct ip*)recvpacket;
    icmp = (struct icmp*)(recvpacket + (ip->ip_hl << 2));
    if (icmp->icmp_type == ICMP_ECHOREPLY && icmp->icmp_id == pid) {
        calc_rtt(tvrecv);
    }
}

void calc_rtt(struct timeval tvrecv) {
    struct timeval *tvsend;
    double rtt;
    tvsend = (struct timeval*)recvpacket;
    tv_sub(&tvrecv, tvsend);
    rtt = tvrecv.tv_sec * 1000.0 + tvrecv.tv_usec / 1000.0;
    printf("%d bytes from %s: icmp_seq=%u ttl=%d time=%.3f ms\n", datalen, inet_ntoa(dest_addr.sin_addr), nreceived + 1, ip->ip_ttl, rtt);
    nreceived++;
}

void tv_sub(struct timeval *out, struct timeval *in) {
    if ((out->tv_usec -= in->tv_usec) < 0) {
        --out->tv_sec;
        out->tv_usec += 1000000;
    }
    out->tv_sec -= in->tv_sec;
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    if (argc != 2) {
        printf("usage: %s <hostname/IP address>\n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    struct hostent *host;
    host = gethostbyname(argv[1]);
    if (host == NULL) {
        printf("unknown host %s\n", argv[1]);
        exit(1);
    }

    pid = getpid();
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_ICMP);
    if (sockfd < 0) {
        perror("socket error");
        exit(1);
    }

    dest_addr.sin_family = AF_INET;
    dest_addr.sin_addr = *((struct in_addr *)host->h_addr);
    printf("PING %s (%s): %d data bytes\n", argv[1], inet_ntoa(dest_addr.sin_addr), datalen);

    while (nsend < MAX_NO_PACKETS) {
        send_packet();
        recv_packet();
        sleep(1);
    }

    printf("--- %s ping statistics ---\n", argv[1]);
    printf("%d packets transmitted, %d received, %.0f%% packet loss\n", nsend, nreceived, (nsend - nreceived) * 100.0 / nsend);
    close(sockfd);
    return 0;
}

注意在编译时需要加上-lm选项，即：

gcc icmp_ping.c -o icmp_ping -lm

其中-lm选项是为了链接数学库，因为代码中使用了数学库中的函数。