Go语言实现ping命令
2018-09-27 本文已影响6人
ljh123
ping是使用ICMP协议
ICMP协议的组成：Type(8bits) + Code(8bits) + 校验码(checksum，8bits) + ID(16bits) + 序号(sequence，16bits) + 数据
这些组成部分的含义：
1）Type ICMP的类型，标识生成的错误报文
2）Code 进一步划分ICMP的类型，该字段用来查找产生的原因；例如，ICMP的目标不可达类型可以把这个位设为1至15等来表示不同的意思。
3）CheckSum 校验码部分，这个字段包含从ICMP报头和数据部分计算得来的，用于检查错误的，其中此校验码字段的值视为0.
4）ID 这个字段包含了ID值，在Echo Reply类型的消息中要返回这个字段。
5）Sequence 这个字段包含一个序号
ping命令的实现是使用ICMP中类型值为8（reply）和0（request）
现在开始编写代码：
一、解析参数
var (
icmp ICMP
laddr = net.IPAddr{IP: net.ParseIP("ip")}
//raddr, _ = net.ResolveIPAddr("ip", os.Args[1])
num int
timeout int64
size int
stop bool
)
func ParseArgs() {
flag.Int64Var(&timeout, "w", 1000, "等待每次回复的超时时间(毫秒)")
flag.IntVar(&num, "n", 4, "要发送的请求数")
flag.IntVar(&size, "l", 32, "要发送缓冲区大小")
flag.BoolVar(&stop, "t", false, "Ping 指定的主机，直到停止")
flag.Parse()
}
二、定义ICMP结构体
type ICMP struct {
Type uint8
Code uint8
Checksum uint16
Identifier uint16
SequenceNum uint16
}
三、为ICMP变量设置值
//icmp头部填充
icmp.Type = 8
icmp.Code = 0
icmp.Checksum = 0
icmp.Identifier = 1
icmp.SequenceNum = 1
四、计算ICMP校验和
这边讲解下校验和的计算，ICMP的校验和IP的校验不同，ICMP的校验是校验ICMP头部和数据内容，ICMP校验和计算过程如下：
1）将ICMP头部内容中的校验内容(Checksum)的值设为0
2）将拼接好(Type+Code+Checksum+Id+Seq+传输Data)的ICMP包按Type开始每两个字节一组（其中Checksum的两个字节都看成0），进行加和处理，如果字节个数为奇数个，则直接加上这个字节内容。说明：这个加和过程的内容放在一个4字节上，如果溢出4字节，则将溢出的直接抛弃
3）将高16位与低16位内容加和，直到高16为0
4）将步骤三得出的结果取反，得到的结果就是ICMP校验和的值
验证校验和的方式也是一样，验证时先计算验证和，然后和验证和中内容进行比较是否一样
func CheckSum(data []byte) uint16 {
var sum uint32
var length = len(data)
var index int
for length > 1 { // 溢出部分直接去除
sum += uint32(data[index])<<8 + uint32(data[index+1])
index += 2
length -= 2
}
if length == 1 {
sum += uint32(data[index])
}
sum = uint16(sum >> 16) + uint16(sum)
sum = uint16(sum >> 16) + uint16(sum)
return uint16(^sum)
}
五、发送ICMP包
六、打印结果
完整实现代码：
github下载链接：https://github.com/laijinhang/ping
package main
import (
"bytes"
"encoding/binary"
"flag"
"fmt"
"log"
"net"
"os"
"time"
"math"
)
type ICMP struct {
Type uint8
Code uint8
Checksum uint16
Identifier uint16
SequenceNum uint16
}
var (
icmp ICMP
laddr = net.IPAddr{IP: net.ParseIP("ip")}
num int
timeout int64
size int
stop bool
)
func main() {
ParseArgs()
args := os.Args
if len(args) < 2 {
Usage()
}
desIp := args[len(args) - 1]
conn, err := net.DialTimeout("ip:icmp", desIp, time.Duration(timeout) * time.Millisecond)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
defer conn.Close()
//icmp头部填充
icmp.Type = 8
icmp.Code = 0
icmp.Checksum = 0
icmp.Identifier = 1
icmp.SequenceNum = 1
fmt.Printf("\n正在 ping %s 具有 %d 字节的数据:\n", desIp, size)
var buffer bytes.Buffer
binary.Write(&buffer, binary.BigEndian, icmp) // 以大端模式写入
data := make([]byte, size) //
buffer.Write(data)
data = buffer.Bytes()
var SuccessTimes int // 成功次数
var FailTimes int // 失败次数
var minTime int = int(math.MaxInt32)
var maxTime int
var totalTime int
for i := 0;i < num;i++ {
icmp.SequenceNum = uint16(1)
// 检验和设为0
data[2] = byte(0)
data[3] = byte(0)
data[6] = byte(icmp.SequenceNum >> 8)
data[7] = byte(icmp.SequenceNum)
icmp.Checksum = CheckSum(data)
data[2] = byte(icmp.Checksum >> 8)
data[3] = byte(icmp.Checksum)
// 开始时间
t1 := time.Now()
conn.SetDeadline(t1.Add(time.Duration(time.Duration(timeout) * time.Millisecond)))
n, err := conn.Write(data)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
buf := make([]byte, 65535)
n, err = conn.Read(buf)
if err != nil {
fmt.Println("请求超时。")
FailTimes++
continue
}
et := int(time.Since(t1) / 1000000)
if minTime > et {
minTime = et
}
if maxTime <et {
maxTime = et
}
totalTime += et
fmt.Printf("来自 %s 的回复: 字节=%d 时间=%dms TTL=%d\n", desIp, len(buf[28:n]), et, buf[8])
SuccessTimes++
time.Sleep(1 * time.Second)
}
fmt.Printf("\n%s 的 Ping 统计信息:\n", desIp)
fmt.Printf(" 数据包: 已发送 = %d，已接收 = %d，丢失 = %d (%.2f%% 丢失)，\n", SuccessTimes + FailTimes, SuccessTimes, FailTimes, float64(FailTimes * 100) / float64(SuccessTimes + FailTimes))
if maxTime != 0 && minTime != int(math.MaxInt32) {
fmt.Printf("往返行程的估计时间(以毫秒为单位):\n")
fmt.Printf(" 最短 = %dms，最长 = %dms，平均 = %dms\n", minTime, maxTime, totalTime / SuccessTimes)
}
}
func CheckSum(data []byte) uint16 {
var sum uint32
var length = len(data)
var index int
for length > 1 { // 溢出部分直接去除
sum += uint32(data[index])<<8 + uint32(data[index+1])
index += 2
length -= 2
}
if length == 1 {
sum += uint32(data[index])
}
sum = uint16(sum >> 16) + uint16(sum)
sum = uint16(sum >> 16) + uint16(sum)
return uint16(^sum)
}
func ParseArgs() {
flag.Int64Var(&timeout, "w", 1500, "等待每次回复的超时时间(毫秒)")
flag.IntVar(&num, "n", 4, "要发送的请求数")
flag.IntVar(&size, "l", 32, "要发送缓冲区大小")
flag.BoolVar(&stop, "t", false, "Ping 指定的主机，直到停止")
flag.Parse()
}
func Usage() {
argNum := len(os.Args)
if argNum < 2 {
fmt.Print(
`
用法: ping [-t] [-a] [-n count] [-l size] [-f] [-i TTL] [-v TOS]
[-r count] [-s count] [[-j host-list] | [-k host-list]]
[-w timeout] [-R] [-S srcaddr] [-c compartment] [-p]
[-4] [-6] target_name
选项:
-t Ping 指定的主机，直到停止。
若要查看统计信息并继续操作，请键入 Ctrl+Break；
若要停止，请键入 Ctrl+C。
-a 将地址解析为主机名。
-n count 要发送的回显请求数。
-l size 发送缓冲区大小。
-f 在数据包中设置“不分段”标记(仅适用于 IPv4)。
-i TTL 生存时间。
-v TOS 服务类型(仅适用于 IPv4。该设置已被弃用，
对 IP 标头中的服务类型字段没有任何
影响)。
-r count 记录计数跃点的路由(仅适用于 IPv4)。
-s count 计数跃点的时间戳(仅适用于 IPv4)。
-j host-list 与主机列表一起使用的松散源路由(仅适用于 IPv4)。
-k host-list 与主机列表一起使用的严格源路由(仅适用于 IPv4)。
-w timeout 等待每次回复的超时时间(毫秒)。
-R 同样使用路由标头测试反向路由(仅适用于 IPv6)。
根据 RFC 5095，已弃用此路由标头。
如果使用此标头，某些系统可能丢弃
回显请求。
-S srcaddr 要使用的源地址。
-c compartment 路由隔离舱标识符。
-p Ping Hyper-V 网络虚拟化提供程序地址。
-4 强制使用 IPv4。
-6 强制使用 IPv6。
`)
}
}
参考文章：
1）https://blog.csdn.net/zhj082/article/details/80518322
2）https://blog.csdn.net/simplelovecs/article/details/51146960
3）https://blog.csdn.net/gophers/article/details/21481447
4）https://blog.csdn.net/zhj082/article/details/80518322
