消息网络实验指导----icmp协议的分析与实现

icmp协议  时间:2021-02-27  阅读:()

实验 ICMP协议的分析与实现

[实验目的]

分析ICMP报文理解ICMP协议在Internet网中的具体应用及其实现原理深入了解TCP/IP网络的容错控制学会运用网络套接字Winsock开发网络通信程序。

[实验内容]

使用Visual Studio C++6.0和网络接口套接字Socket进行Windows环境下的网络编程运用原始嵌套字RAW_SOCKET从IP层开始构造整个ICMP报文通过ICMP协议所提供的回送请求(echo request)和回送应答(echoreply)这两种报文实现检测目的站的可达性与状态 。

1  IP报头、 ICMP报文的基本描述

IP协议并不能保证绝对的可靠所以就设计了ICMP协议,进行差错报告.

ICMP消息使用IP头作为基本控制.

IP头的格式如下

01 23

01 23456789012345678901 2345678901

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+|Version| IHL|Type of Service|Total Length |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+| Identification|Flags| Fragment Offset |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|Time to Live|Protocol |Header Checksum| +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

| Source Address |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

| Destination Address |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

Version=4

IHL Internet头长

Type of Service=0

Total Length IP 包的总长度

Identification Flags Fragment Offset 用于IP包分段

Timeto Live IP 包的存活时长

Protocol ICMP= 1

Header Checksum头校验和检查整个IP报头

Addresses发送Echo消息的源地址是发送Echo reply消息的目的地址 相反 发送Echo消息的目的地址是发送Echo reply消息的源地址.

1

Echo或Echo Reply消息格式如下:

01 23

01 23456789012345678901 2345678901

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+|Type|Code|Checksum|

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+| Identifier | Sequence Number|

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+|Data|

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+Typeecho消息的类型为8echo reply 的消息类型为0.

Code=0

Checksum

为从TYPE开始到IP包结束的校验和也就是校验整个 ICMP报文Identifier

如果code= 0, identifier 用来匹配 echo和echo reply 消息

Sequence Number

如果code= 0, identifier 用来匹配 echo和echo reply 消息

功能描述

收到echo消息必须回应 echo reply消息. identifier 和sequence number可能被发送echo的主机用来匹配返回的echo reply消息.例如 identifier可能用于类似于TCP或UDP的port用来标示一个会话,而sequence number会在每次发送echo请求后递增.收到echo的主机或路由器返回同一个值与之匹配

2数据结构

 1 IP报头格式//定义IP首部typedef struct位首部长度

unsigned short total_len; //16位IP包总长度字节unsigned short ident; unsigned //1 6位标识,用于辅助IP包的拆装,本实验不用,置零short frag_and_flags; unsigned //3位标志位+13位偏移位,也是用于IP包的拆装,本实验不用,置零//8位IPchar ttl ; unsigned char proto;unsigned short checksum; 〃8位协议TCP,UDP或其他 ,本实验置ICMP,置为1unsigned int sourceIP; unsigned //16位IP首部校验和,最初置零,等所有包头都填写正确后,计算并替换. //32位int destIP; 源IP地址

//32位目的IP地址

}I P_HEADER;

2 ICMP报头格式

//定义ICMP首部

2

3总体设计

ICMP协议中的发送、接收 ICMP回送请求报文 回送应答报文流程图。

type: 要建立的套接字类型procotol : 使用的特定协议

2、指定本地地址——bind()

3

功能 将套接字地址与所创建的套接字号联系起来。

格式 int PASCAL FAR bind(SOCKET s,const struct sockaddr FAR*name, int namelen);

参数 s:是由socket()调用返回的并且未作连接的套接字描述符(套接字号)。 其它 没有错误 bind()返回

0 否则SOCKET_ERROR

地址结构说明struct sockaddr_in

{short sin_fami ly;//AF_INETu_short sin_port;//16 位端口号 网络字节顺序struct in_addr sin_addr;//32 位IP地址 网络字节顺序char sin_zero[8];// 保留

}

3 建立套接字连接-----------connect()和accept()

功能 共同完成连接工作

格式 int PASCAL FAR connect(SOCKET s,const struct sockaddr FAR*name, int namelen);

SOCKET PASCAL FAR accept(SOCKET s,struct sockaddr FAR*name, int FAR

*addrlen);

参数 同上

4、 监听连接——l isten()

功能 用于面向连接服务器 表明它愿意接收连接。 格式 int PASCAL FAR l isten(SOCKET s, int backlog);

5、 数据传输——send()与recv()

4

功能数据的发送与接收

格式 int PASCAL FAR send(SOCKET s,const char FAR*buf, int len, int flags); int PASCAL FAR recv(SOCKETs,const char FAR*buf, int len, int flags);

参数 b uf:指向存有传输数据的缓冲区的指针。

6、 多路复用——se lect()

功能用来检测一个或多个套接字状态。

格式 int PASCAL FAR select(int nfds,fd_set FAR* readfds,fd_set FAR*writefds,fd_set FAR*exceptfds,const struct timeval FAR* timeout);

参数 readfds:指向要做读检测的指针writefds:指向要做写检测的指针exceptfds:指向要检测是否出错的指针timeout:最大等待时间

7、 关闭套接字——closesocket()

功能关闭套接字s

格式 BOOL PASCAL FAR closesocket(SOCKET s);

5部分程序代码

//初始化SOCKET

WSADATA wsaData;iErrorCode=WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsaData);

CheckSockError(iErrorCode, "WSAStartup");sockRaw=socket(AF_INET,SOCK_RAW, IPPROTO_ICMP); // 原始套接字

CheckSockError(sockRaw, "socket");

//设置超时时间timeout=time;iErrorCode=setsockopt(sockRaw,SOL_SOCKET,SO_RCVTIMEO,(char*)&timeout,sizeof(timeout));//时 设置接受延CheckSockError(iErrorCode, "SO_RCVTIMEO");timeout=time;iErrorCode=setsockopt(sockRaw,SOL_SOCKET,SO_SNDTIMEO,(char*)&timeout,sizeof(timeout));//时

CheckSockError(iErrorCode延

5

//获得目标主机IP memset(&dest,0,sizeof(dest));//初始化dest结构dest.sin_fami ly=AF_I NET; // 填充SOCKADDR」结构内容if((dest.sin_addr.s_addr=inet_addr(lpdest))==INADDR_NONE)

{if((hp=gethostbyname(lpdest)) !=NULL) // 目的主机名字不为空

{memcpy(&(dest.sin_addr),hp->h_addr_l ist[0],hp->h_length);dest.sin_fami ly=hp->h_addrtype;printf("dest.sin_addr=%s\n", inet_ntoa(dest.sin_addr));

}else

{

CheckSockError(SOCKET_ERROR, "gethostbyname()");

} }

//创建ICMP数据包datasize+=sizeof(ICMP_HEADER); // 包长icmp_data=(char *)mal loc(1024); // recvbuf=创建icmp数据报内存空间

(char *)mal loc(1024); // 接收icmp包缓冲区if((! icmp_data) | | (!recvb uf))

{

CheckSockError(SOCKET_ERROR, "mal loc()");

}memset(icmp_data,0,MAX_PACKET); //初始化icmp_data Fi l l ICMPData(icmp_data,datasize); //填充icmp包printf("Pinging%s with%d bytes of data(timeout=%d ms):\n\n", inet_ntoa(dest.sin_addr),datasize,timeout );

//发送与接收ICMP数据包whi le(1)

{memset(recvbuf,0,MAX_PACKET); //初始化接受缓冲区static int nCount=0; // 设置发送icmp包的次数一般为4 if(nCount++==4)break;

((ICMP_HEADER*)icmp_data)->i_cksum=0; // 初设校验和为0

((ICMP_HEADER*)icmp_data)->timestamp=GetTickCount(); // 获得目前时间

((ICMP_HEADER*)icmp_data)->i_seq=seq_no++; //icmp 数据报的序列号

((ICMP_HEADER*)icmp_data)->i_cksum=checksum((USHO RT*)icmp_data,datasize);// 计算校验和iErrorCode=sendto(sockRaw, icmp_data,datasize,0,(struct sockaddr*)&dest,sizeof(dest));//发送icmp数据报if(iErrorCode==SOCKET_ERROR) // 错误检查

{if(WSAGetLastError()==WSAETIMEDO UT)

{printf("timed out\n");continue;

}

CheckSockError(SOCKET_ERROR, "sendto()");

} if(iErrorCode<datasize)

6

{printf("Wrote%d bytes\n", iErrorCode);

}int fromlen=sizeof(from);//接受icmp包长度iErrorCode=recvfrom(sockRaw,recvbuf,MAX_PACKET,0,(struct sockaddr*)&from,&fromlen);//接受icmp包if(iErrorCode==SOCKET_ERROR)

{if(WSAGetLastError()==WSAETIMEDO UT)

{printf("timed out\n");continue;

}

CheckSockError(SOCKET_ERROR, "recvfrom()");

}DecodeICMPHeader(recvbuf, iErrorCode,&from); //分解icmp包头

Sleep(1000); //休眠一段时间

}

//SOCK错误处理程序void CheckSockError(int iErrorCode,char *pErrorMsg)

{if(iErrorCode==SOCKET_ERROR)

{printf("%s Error:%d\n", pErrorMsg,GetLastError());closesocket(sockRaw);

7

ExitProcess(0);

//填充数据void Fi l l ICMPData(char *icmp_data, int datasize)

{

ICMP_HEADER*icmp_hdr=NULL;char *datapart=NULL;icmp_hdr=(ICMP_HEADER*)icmp_data; icmp_hdr->i_type=

ICMP_ECHO; //发送ping//Request an ICMP echoicmp_hdr->i_code = 0; //代码字段为0 icmp_hdr->i_id =

(USHORT)GetCurrentProcessId(); // icmp_hdr->i_cksum=0;icmp_hdr->i_seq=0; // 初始化序列号 获得当前进程号datapart=icmp_data+sizeof(ICMP_HEADER); ////

//Place somejunk in the buffer

//计算检验和

unsigned long cksum=0;whi le(size> 1)

{cks u m+=*buffe r++;size-=sizeof(US HORT);

}if (size)

{cksu m+=*(UC HAR*)b uffer;

}cksum=(cksum>>16)+(cksum&0xffff);

8

cksum+=(cksum>>16); return(USHO RT)(~cksum); }

//ICMP解包程序void DecodeICMPHeader(char *buf, int bytes, struct sockaddr_in*from)

{

IP_HEADER*iphdr=NULL;

ICMP_HEADER*icmphdr=NULL; unsigned short iphdrlen;

DWORD tick;iphdr=(IP_HEADER*)buf;

//Number of 32-bit words*4=bytesiphdrlen=sizeof(unsigned long) * (iphdr->h_lenver&0xf); // 计算ip包头长度tick=GetTickCount();if(bytes<iphdrlen+ICMP_MIN) //数据报太短丢弃

{printf("Too few bytes from%s\n", inet_ntoa(from->sin_addr));

}icmphdr=(ICMP_HEADER*)(buf+iphdrlen);if (icmphdr->i_type!=ICMP_ECHOREPLY) //不是回送响应(ping应答)丢弃

{printf("nonecho type%d recvd\n", icmphdr->i_type); return;

}

//Make sure this is an ICMP reply to something we sent!

//if (icmphdr->i_id !=(USHORT)GetCurrentProcessId()) //id 号不符合丢弃

{printf("someone else‘s packet! \n"); return;

}printf("%d bytes from%s:",bytes, inet_ntoa(from->sin_addr)); // 输出正在使用的ip地址printf(" icmp_seq=%d. ", icmphdr->i_seq); //printf(" time:%d输出序列号ms", tick- icmphdr->timestamp); //printf("\n"); 输出所用时间return;

}

6实验结果

该程序用来检验网络中的一台目标主机是否可达其功能相当与 Windows系统自带的ping命令。例如当程序检验地址为218.199.74.46的目标主机时可以返回如下信息。

9

远程登录VNC无法连接出现

今天有网友提到自己在Linux服务器中安装VNC桌面的时候安装都没有问题,但是在登录远程的时候居然有出现灰色界面,有三行代码提示"Accept clipboard from viewers,Send clipboard to viewers,Send primary selection to viewers"。即便我们重新登录也不行,这个到底如何解决呢?这里找几个可以解决的可能办法,我们多多尝试。...

提速啦(24元/月)河南BGP云服务器活动 买一年送一年4核 4G 5M

提速啦的来历提速啦是 网站 本着“良心 便宜 稳定”的初衷 为小白用户避免被坑 由赣州王成璟网络科技有限公司旗下赣州提速啦网络科技有限公司运营 投资1000万人民币 在美国Cera 香港CTG 香港Cera 国内 杭州 宿迁 浙江 赣州 南昌 大连 辽宁 扬州 等地区建立数据中心 正规持有IDC ISP CDN 云牌照 公司。公司购买产品支持3天内退款 超过3天步退款政策。提速啦的市场定位提速啦主...

Megalayer(月599元)限时8月香港和美国大带宽服务器

第一、香港服务器机房这里我们可以看到有提供四个大带宽方案,是全向带宽和国际带宽,前者适合除了中国大陆地区的全网地区用户可以用,后者国际带宽适合欧美地区业务。如果我们是需要大陆地区速度CN2优化的,那就需要选择常规的优化带宽方案,参考这里。CPU内存硬盘带宽流量价格选择E3-12308GB240GB SSD50M全向带宽不限999元/月方案选择E3-12308GB240GB SSD100M国际带宽不...

icmp协议为你推荐
iphone5解锁苹果5忘了锁屏密码怎么解锁密码渗透测试web渗透测试有前途吗数码资源网安卓有没有可以离线刷题的软件?godaddy美国GODADDY 域名支持域名别名解析吗?xp系统停止服务xp系统停止服务怎么办?ejb开发EJB是什么?mate8价格华为mate8 128g售价多少钱虚拟专用网安卓手机的虚拟专用网设置是什么东西?怎么用?srv记录如何解析一个SRV域名的ipsrv记录SRV记录的定义
查询域名 新网域名解析 godaddy主机 台湾服务器 42u机柜尺寸 好看的留言 网站保姆 godaddy域名证书 广州服务器 美国网站服务器 中国电信宽带测速网 免费dns解析 paypal注册教程 爱奇艺会员免费试用 空间租赁 丽萨 网页加速 xuni 宿迁服务器 阿里云邮箱个人版 更多