目标:
我需要能够 ping 网络交换机以确定它是否可用。这是为了告诉用户网络电缆被拔掉,网络交换机不可用,或者网络通信路径中存在其他问题。我意识到这不是一个全面的诊断工具,但有总比没有好。
设计:
我计划使用带有原始套接字的 ICMP 以 IPv4 点表示法向特定地址发送五 (5) 条 ping 消息。我将在套接字上设置一个 ICMP 过滤器,并且不会创建我自己的 IP 标头。ICMP 的传输将通过 sendto 方法和 recvfrom 方法接收。这将发生在单个线程上(尽管可以使用另一个线程将传输和接收分开)。通过将接收到的消息的 ID 与发送的 ID 进行匹配,将进一步过滤消息的接收。存储的 ID 将是应用程序的运行进程 ID。如果收到 ICMP_ECHOREPLY 消息并且消息的 ID 和存储的 ID 匹配,则计数器会递增,直到达到五 (4)(计数器从零开始)。我会尝试发送一个 ping,等待它的回复,
问题:
在实现了我的设计之后,每当我与一个活跃的网络参与者 ping 一个特定的有效网络地址(比如 192.168.11.15)时,我都会收到五 (5) 个 ping 中的每一个的 ICMP_ECHOREPLY 消息。但是,每当我 ping 一个有效的网络地址(例如 192.168.30.30)与不活动的网络参与者(意味着没有设备连接到特定地址)时,我都会收到一 (1) 个 ICMP_DEST_UNREACH 和四 (4) 个 ICMP_ECHOREPLY 消息。回复消息中的 ID 与存储在软件中的 ID 相匹配。每当我从命令行执行 'ping 192.168.30.30' 时,我都会得到 'From 192.168.40.50 icmp_seq=xx Destination Host Unreachable'。我不应该接收 ICMP_DEST_UNREACH 消息而不是 ICMP_ECHOREPLY 消息吗?
编码:
平.h:
#include <netinet/in.h>
#include <linux/ip.h>
#include <linux/ipmc.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <stdint.h>
#include <time.h>
#include <errno.h>
#include <string>
#include <cstring>
#include <netdb.h>
class Ping
{
public:
Ping(std::string host) : _host(host) {}
~Ping() {}
void start()
{
int sock = socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_ICMP);
if(sock < 0)
{
printf("Failed to create socket!\n");
close(sock);
exit(1);
}
setuid(getuid());
sockaddr_in pingaddr;
memset(&pingaddr, 0, sizeof(sockaddr_in));
pingaddr.sin_family = AF_INET;
hostent *h = gethostbyname(_host.c_str());
if(not h)
{
printf("Failed to get host by name!\n");
close(sock);
exit(1);
}
memcpy(&pingaddr.sin_addr, h->h_addr, sizeof(pingaddr.sin_addr));
// Set the ID of the sender (will go into the ID of the echo msg)
int pid = getpid();
// Only want to receive the following messages
icmp_filter filter;
filter.data = ~((1<<ICMP_SOURCE_QUENCH) |
(1<<ICMP_DEST_UNREACH) |
(1<<ICMP_TIME_EXCEEDED) |
(1<<ICMP_REDIRECT) |
(1<<ICMP_ECHOREPLY));
if(setsockopt(sock, SOL_RAW, ICMP_FILTER, (char *)&filter, sizeof(filter)) < 0)
{
perror("setsockopt(ICMP_FILTER)");
exit(3);
}
// Number of valid echo receptions
int nrec = 0;
// Send the packet
for(int i = 0; i < 5; ++i)
{
char packet[sizeof(icmphdr)];
memset(packet, 0, sizeof(packet));
icmphdr *pkt = (icmphdr *)packet;
pkt->type = ICMP_ECHO;
pkt->code = 0;
pkt->checksum = 0;
pkt->un.echo.id = htons(pid & 0xFFFF);
pkt->un.echo.sequence = i;
pkt->checksum = checksum((uint16_t *)pkt, sizeof(packet));
int bytes = sendto(sock, packet, sizeof(packet), 0, (sockaddr *)&pingaddr, sizeof(sockaddr_in));
if(bytes < 0)
{
printf("Failed to send to receiver\n");
close(sock);
exit(1);
}
else if(bytes != sizeof(packet))
{
printf("Failed to write the whole packet --- bytes: %d, sizeof(packet): %d\n", bytes, sizeof(packet));
close(sock);
exit(1);
}
while(1)
{
char inbuf[192];
memset(inbuf, 0, sizeof(inbuf));
int addrlen = sizeof(sockaddr_in);
bytes = recvfrom(sock, inbuf, sizeof(inbuf), 0, (sockaddr *)&pingaddr, (socklen_t *)&addrlen);
if(bytes < 0)
{
printf("Error on recvfrom\n");
exit(1);
}
else
{
if(bytes < sizeof(iphdr) + sizeof(icmphdr))
{
printf("Incorrect read bytes!\n");
continue;
}
iphdr *iph = (iphdr *)inbuf;
int hlen = (iph->ihl << 2);
bytes -= hlen;
pkt = (icmphdr *)(inbuf + hlen);
int id = ntohs(pkt->un.echo.id);
if(pkt->type == ICMP_ECHOREPLY)
{
printf(" ICMP_ECHOREPLY\n");
if(id == pid)
{
nrec++;
if(i < 5) break;
}
}
else if(pkt->type == ICMP_DEST_UNREACH)
{
printf(" ICMP_DEST_UNREACH\n");
// Extract the original data out of the received message
int offset = sizeof(iphdr) + sizeof(icmphdr) + sizeof(iphdr);
if(((bytes + hlen) - offset) == sizeof(icmphdr))
{
icmphdr *p = reinterpret_cast<icmphdr *>(inbuf + offset);
id = ntohs(p->un.echo.id);
if(origid == pid)
{
printf(" IDs match!\n");
break;
}
}
}
}
}
}
printf("nrec: %d\n", nrec);
}
private:
int32_t checksum(uint16_t *buf, int32_t len)
{
int32_t nleft = len;
int32_t sum = 0;
uint16_t *w = buf;
uint16_t answer = 0;
while(nleft > 1)
{
sum += *w++;
nleft -= 2;
}
if(nleft == 1)
{
*(uint16_t *)(&answer) = *(uint8_t *)w;
sum += answer;
}
sum = (sum >> 16) + (sum & 0xFFFF);
sum += (sum >> 16);
answer = ~sum;
return answer;
}
std::string _host;
};
主.cpp:
#include "Ping.h"
int main()
{
// Ping ping("192.168.11.15");
Ping ping("192.168.30.30");
ping.start();
while(1) sleep(10);
}
为了编译,只需在 Linux 机器的命令行中键入“g++ main.cpp -o ping”,它应该可以编译(也就是说,如果安装了所有源代码)。
结论:
谁能告诉我为什么我从不在该特定网络地址上的设备收到一 (1) 个 ICMP_DEST_UNREACH 和四 (4) 个 ICMP_ECHOREPLY 消息?
注意:您可以从 main.cpp 文件更改网络 IP 地址。只需将 IP 更改为网络上实际存在的设备或网络上不存在的设备即可。
我也对关于编码风格的批评不感兴趣。我知道它不漂亮,有 'C' 风格的转换与 C++ 转换混合,内存管理很差等等,但这只是原型代码。它并不意味着漂亮。