ping 127.0.0.1: 這個Ping命令被送到本地計(jì)算機(jī)的IP軟件，該命令永不退出該計(jì)算機(jī)。
localhost是個操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)保留名，是127.0.0.1的別名。
ping www.baidu.com――對這個域名執(zhí)行Ping命令，你的計(jì)算機(jī)必須先將域名轉(zhuǎn)換成IP地址，通常是通過DNS服務(wù)器。
（一）main.cpp文件
// ConsoleApplication3.cpp : 定義控制臺應(yīng)用程序的入口點(diǎn)。
//
//程序應(yīng)用: ping命令是向目的主機(jī)發(fā)送ICMP報(bào)文,檢驗(yàn)本地主機(jī)和遠(yuǎn)程的目的主機(jī)是否連接
#include <winsock2.h>
#include <stdio.h>
#include "ping.h"
int main(void)
{
CPing objPing; //CPing類與對象
char *szDestIP = "127.0.0.1"; //字符IP地址 //127.0.0.1 這個Ping命令被送到本地計(jì)算機(jī)的IP軟件，該命令永不退出該計(jì)算機(jī)。localhost是個操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)保留名，是127.0.0.1的別名。//ping www.baidu.com――對這個域名執(zhí)行Ping命令，你的計(jì)算機(jī)必須先將域名轉(zhuǎn)換成IP地址，通常是通過DNS服務(wù)器。
PingReply reply; //PingReply類與對象
printf("Pinging %s with %d bytes of data:\n", szDestIP, DEF_PACKET_SIZE); //ping 遠(yuǎn)端IP地址，32字節(jié)的數(shù)據(jù)
while (TRUE)
{
objPing.Ping(szDestIP, &reply);//遠(yuǎn)端IP地址不為空(NULL)，就返回true表示需要響應(yīng)報(bào)文。遠(yuǎn)端IP空時不需要響應(yīng)報(bào)文false。
printf("Reply from %s: bytes=%d time=%ldms TTL=%ld\n", szDestIP, reply.m_dwBytes, reply.m_dwRoundTripTime, reply.m_dwTTL); //字節(jié)數(shù)，時間，TTL生存時間
Sleep(500);
}
return 0;
}
（二）ping.h文件
（1）IP頭結(jié)構(gòu)體：
IHL：首部長度。因?yàn)镮P的頭部不是定長的，所以需要這個信息進(jìn)行IP包的解析，從而找到Data字段的起始點(diǎn)。
另外注意這個IHL是以4個字節(jié)為單位的，所以首部實(shí)際長度是IHL*4字節(jié)。
Time to Live：生存時間，這個就是TTL了。
Data：這部分是IP包的數(shù)據(jù)，也就是ICMP的報(bào)文內(nèi)容。
//1.IP頭結(jié)構(gòu)體：20字節(jié)
struct IPHeader
{
BYTE m_byVerHLen; //4位版本Version+4位首部長度IHL 1B
BYTE m_byTOS; //服務(wù)類型 1B=16b
USHORT m_usTotalLen; //總長度 2B=16b
USHORT m_usID; //標(biāo)識 2B=16b
USHORT m_usFlagFragOffset; //3位標(biāo)志+13位片偏移=16位 2B=16b
BYTE m_byTTL; //TTL 生存時間 1B=8b
BYTE m_byProtocol; //協(xié)議 1B=8b 為1時表示是ICMP報(bào)文
USHORT m_usHChecksum; //首部檢驗(yàn)和 2B=16b
ULONG m_ulSrcIP; //源IP地址 4B=32b
ULONG m_ulDestIP; //目的IP地址 4B=32b
};
（2）ICMP頭結(jié)構(gòu)體：
類型Type、代碼Code、校驗(yàn)和、標(biāo)識符、序列號、ICMP數(shù)據(jù)
//ICMP報(bào)文由首部8B和數(shù)據(jù)段組成。
//首部為定長的8個字節(jié)，前4個字節(jié)是通用部分（類型1B/代碼1B/校驗(yàn)和2B），后4個字節(jié)隨報(bào)文類型的不同有所差異。
//2.ICMP頭結(jié)構(gòu)體 （標(biāo)準(zhǔn)ICMP頭為8字節(jié)）
struct ICMPHeader
{
BYTE m_byType; //類型 1B type=8表示響應(yīng)請求報(bào)文，type=0表示響應(yīng)應(yīng)答報(bào)文。
BYTE m_byCode; //代碼 1B 與type組合，表示具體的信息
USHORT m_usChecksum; //檢驗(yàn)和 2B 整個ICMP報(bào)文的檢驗(yàn)和，包括Type、Code、...、Data。
USHORT m_usID; //標(biāo)識符 2B=16bits 用于標(biāo)識本進(jìn)程
USHORT m_usSeq; //序列號 2B=16bits 用于判斷回顯應(yīng)答數(shù)據(jù)報(bào)。
ULONG m_ulTimeStamp; //時間戳（非標(biāo)準(zhǔn)ICMP頭部）4B //統(tǒng)計(jì)ping的往返時間的做法是，在ICMP報(bào)文的Data區(qū)域?qū)懭?個字節(jié)的時間戳。在收到應(yīng)答報(bào)文時，取出這個時間戳與當(dāng)前的時間對比即可。
};
（3）ICMP響應(yīng)報(bào)文結(jié)構(gòu)體：
//3.ICMP回答報(bào)文結(jié)構(gòu)體
struct PingReply
{
USHORT m_usSeq; //ICMP包的序列號 2B
DWORD m_dwRoundTripTime;//時間差 4B (word是2字節(jié))
DWORD m_dwBytes; //數(shù)據(jù)所占字節(jié)數(shù) 4B
DWORD m_dwTTL; //TTL生存時間 4B
};
（4）Ping類及相關(guān)變量的定義：
//類
class CPing
{
//公共變量
public:
CPing(); //構(gòu)造函數(shù)
~CPing(); //析構(gòu)函數(shù)
BOOL Ping(DWORD dwDestIP, PingReply *pPingReply = NULL, DWORD dwTimeout = 2000);
BOOL Ping(char *szDestIP, PingReply *pPingReply = NULL, DWORD dwTimeout = 2000);
//私有變量
private:
BOOL PingCore(DWORD dwDestIP, PingReply *pPingReply, DWORD dwTimeout);
USHORT CalCheckSum(USHORT *pBuffer, int nSize);//計(jì)算檢驗(yàn)和
ULONG GetTickCountCalibrate(); //計(jì)算毫秒級別的時間差
private:
SOCKET m_sockRaw; //需要監(jiān)聽的socket
WSAEVENT m_event; //網(wǎng)絡(luò)事件對象
USHORT m_usCurrentProcID; //當(dāng)前進(jìn)程發(fā)出的報(bào)文
char *m_szICMPData; //ICMP(Internet Control Message Protocol,網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議)
BOOL m_bIsInitSucc; //初始化成功
private:
static USHORT s_usPacketSeq; //序列號++（16位=2字節(jié)）
};
（三）ping.cpp文件
#include "ping.h" #include <iostream> USHORT CPing::s_usPacketSeq = 0;
（1）char *m_szICMPData; BOOL m_bIsInitSucc;
//::表示類作用域。為避免不同的類有名稱相同的成員而采用作用域的方式進(jìn)行區(qū)分。
CPing::CPing() :m_szICMPData(NULL), m_bIsInitSucc(FALSE)
{
WSADATA WSAData;
//WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &WSAData);
if (WSAStartup(MAKEWORD(1, 1), &WSAData) != 0)
{
printf("WSAStartup() failed: %d\n", GetLastError()); /*如果初始化不成功則報(bào)錯，GetLastError()返回發(fā)生的錯誤信息*/
return;
}
m_event = WSACreateEvent(); //創(chuàng)建一個網(wǎng)絡(luò)事件對象(HANDLE m_event)。 //返回一個手工重置的事件對象句柄 (HANDLE hEventObject)
m_usCurrentProcID = (USHORT)GetCurrentProcessId(); //當(dāng)前進(jìn)程ID
/*ICMP必須使用原始套接字進(jìn)行設(shè)計(jì),要手動設(shè)置IP的頭部和ICMP的頭部并行校驗(yàn)*/
m_sockRaw = WSASocket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_ICMP, NULL, 0, 0); //創(chuàng)建一個監(jiān)聽的socket (SOCKET m_sockRaw) //當(dāng)IP報(bào)頭中的協(xié)議字段值為1時，就說明這是一個ICMP報(bào)文。
if (m_sockRaw == INVALID_SOCKET) //無效套接字
{
std::cerr << "WSASocket() failed:" << WSAGetLastError() << std::endl; //10013 以一種訪問權(quán)限不允許的方式做了一個訪問套接字的嘗試。
}
else //是ICMP報(bào)文，令初始化成功，為ICMP數(shù)據(jù)分配內(nèi)存
{
WSAEventSelect(m_sockRaw, m_event, FD_READ); //調(diào)用WSAEventSelect將監(jiān)聽的socket(m_sockRaw)與該事件(m_event)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。WSAEventSelect(套接字，網(wǎng)絡(luò)事件對象，需要關(guān)注的事件)
m_bIsInitSucc = TRUE;
m_szICMPData = (char*)malloc(DEF_PACKET_SIZE + sizeof(ICMPHeader)); //為ICMPData分配內(nèi)存
//ping命令的工作原理是：向網(wǎng)絡(luò)上的另一個主機(jī)系統(tǒng)發(fā)送ICMP報(bào)文，如果指定系統(tǒng)得到了報(bào)文，它將把報(bào)文一模一樣地傳回給發(fā)送者
if (m_szICMPData == NULL)
{
m_bIsInitSucc = FALSE;
}
}
}
CPing::~CPing()
{
WSACleanup();
if (NULL != m_szICMPData)
{
free(m_szICMPData);
m_szICMPData = NULL;
}
}
（2）BOOL Ping(char *szDestIP, PingReply *pPingReply = NULL, DWORD dwTimeout = 2000);
BOOL CPing::Ping(char *szDestIP, PingReply *pPingReply, DWORD dwTimeout)
{
if (NULL != szDestIP) //遠(yuǎn)端IP非空
{
return PingCore(inet_addr(szDestIP), pPingReply, dwTimeout); //項(xiàng)目 -> 屬性 -> C/C++ > SDL檢查：否。――修改VS配置，告訴它我就要用舊函數(shù)。inet_pton() or InetPton()
}
return FALSE; //遠(yuǎn)端IP為空，false
}
（3）BOOL PingCore(DWORD dwDestIP, PingReply *pPingReply, DWORD dwTimeout);
1.//判斷初始化是否成功
2.//配置套接字SOCKET
3.//構(gòu)建ICMP包
4.//填補(bǔ)ICMP首部
5.//發(fā)送ICMP請求報(bào)文（ping請求）
6.//判斷是否需要接收響應(yīng)報(bào)文
7.//等待網(wǎng)絡(luò)事件接收響應(yīng)報(bào)文
BOOL CPing::PingCore(DWORD dwDestIP, PingReply *pPingReply, DWORD dwTimeout)
{
//判斷初始化是否成功
if (!m_bIsInitSucc)
{
return FALSE; //初始化沒成功
}
//配置套接字SOCKET
sockaddr_in sockaddrDest; //sockaddr_in是internet環(huán)境下的套接字地址。定義在ws2def.h中的結(jié)構(gòu)體
sockaddrDest.sin_family = AF_INET; //地址族（Address Family）：網(wǎng)絡(luò)類型
sockaddrDest.sin_addr.s_addr = dwDestIP; //32位IP地址（4字節(jié)）
int nSockaddrDestSize = sizeof(sockaddrDest);//大小
//構(gòu)建ICMP包
int nICMPDataSize = DEF_PACKET_SIZE + sizeof(ICMPHeader); //ICMP包長度：32+ICMP頭
ULONG ulSendTimestamp = GetTickCountCalibrate(); //發(fā)送時間戳（毫秒級）
USHORT usSeq = ++s_usPacketSeq; //2字節(jié)，++0
memset(m_szICMPData, 0, nICMPDataSize); //數(shù)據(jù)，長度。memset()初始化內(nèi)存：
//memset(* Dst, int Val, size_t Size)：將指針變量Dst所指向的前Size字節(jié)的內(nèi)存單元用一個“整數(shù)”Val替換。
//填補(bǔ)ICMP首部
ICMPHeader *pICMPHeader = (ICMPHeader*)m_szICMPData;
pICMPHeader->m_byType = ECHO_REQUEST; //類型。Type：8，Code：0：表示回顯請求報(bào)文(ping請求)。 Type：0，Code：0：表示回顯回答報(bào)文(ping應(yīng)答)
pICMPHeader->m_byCode = 0; //代碼
pICMPHeader->m_usID = m_usCurrentProcID;//標(biāo)識符
pICMPHeader->m_usSeq = usSeq; //本報(bào)的序列號
pICMPHeader->m_ulTimeStamp = ulSendTimestamp;//發(fā)送時間戳（非標(biāo)準(zhǔn)ICMP頭部）
pICMPHeader->m_usChecksum = CalCheckSum((USHORT*)m_szICMPData, nICMPDataSize);//計(jì)算檢驗(yàn)和 //TCP/IP協(xié)議棧使用的校驗(yàn)算法：對16位的數(shù)據(jù)進(jìn)行累加計(jì)算,并返回計(jì)算結(jié)果
//――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――
//發(fā)送ICMP請求報(bào)文（ping請求）
if (sendto(m_sockRaw, m_szICMPData, nICMPDataSize, 0, (struct sockaddr*)&sockaddrDest, nSockaddrDestSize) == SOCKET_ERROR)
{
return FALSE; //套接字錯誤
}
//判斷是否需要接收響應(yīng)報(bào)文
if (pPingReply == NULL)
{
return TRUE;
}
char recvbuf[256] = { "\0" }; //初始化
while (TRUE) //接收響應(yīng)報(bào)文
{
//等待網(wǎng)絡(luò)事件
if (WSAWaitForMultipleEvents(1, &m_event, FALSE, 100, FALSE) != WSA_WAIT_TIMEOUT) //等待事件(m_event)。
//WSAWaitForMultipleEvents(事件對象數(shù)組里邊的個數(shù)為1,事件對象數(shù)組，等待類型為FALSE表示事件數(shù)組里至少有一個信號就返回，等待的超時時間為100，當(dāng)系統(tǒng)的執(zhí)行隊(duì)列有I/O例程要執(zhí)行時不返回)
{
WSANETWORKEVENTS netEvent;
WSAEnumNetworkEvents(m_sockRaw, m_event, &netEvent); //m_event = WSACreateEvent();
//事件發(fā)生時，調(diào)用WSAEnumNetworkEvents，檢測指定的socket上的網(wǎng)絡(luò)事件，并將關(guān)聯(lián)信息保存在netEvent中。
//WSAEnumNetworkEvents(SOCKET s,WSAEVENT hEventObject,LPWSANETWORKEVENTS lpNetworkEvents)
//當(dāng)調(diào)用WSAEnumNetworkEvents函數(shù)成功后，它會將我們指定的socket和事件對象所關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)事件的信息保存到LPWSANETWORKEVENTS這個結(jié)構(gòu)體里去，根據(jù)這個結(jié)構(gòu)體我們就可以判斷是否是我們所關(guān)注的網(wǎng)絡(luò)事件已經(jīng)發(fā)生了。
//如果是FD_READ，讀的網(wǎng)絡(luò)事件發(fā)生了，那就調(diào)用recv函數(shù)進(jìn)行操作。
//若是FD_CLOSE，關(guān)閉的網(wǎng)絡(luò)事件發(fā)生了，就調(diào)用closesocket將socket關(guān)掉，在數(shù)組里將其置零等操作。
if (netEvent.lNetworkEvents & FD_READ) //有網(wǎng)絡(luò)事件，且可讀，那就recv收數(shù)啊
{
ULONG nRecvTimestamp = GetTickCountCalibrate(); //計(jì)算開始發(fā)送的時間
int nPacketSize = recvfrom(m_sockRaw, recvbuf, 256, 0, (struct sockaddr*)&sockaddrDest, &nSockaddrDestSize); //從遠(yuǎn)端IP處收數(shù)。
if (nPacketSize != SOCKET_ERROR)
{
//ICMP協(xié)議是IP層的一個協(xié)議，但是由于差錯報(bào)告在發(fā)送給報(bào)文源發(fā)方時可能也要經(jīng)過若干子網(wǎng)，因此牽涉到路由選擇等問題，所以ICMP報(bào)文需通過IP協(xié)議來發(fā)送。
//ICMP數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)發(fā)送前需要兩級封裝：首先添加ICMP報(bào)頭形成ICMP報(bào)文，再添加IP報(bào)頭形成IP數(shù)據(jù)報(bào)。
//拆解封裝：IP數(shù)據(jù)報(bào)去掉IP報(bào)頭，剩下ICMP報(bào)文，再去掉ICMP報(bào)頭，就是ICMP數(shù)據(jù)報(bào)了。
IPHeader *pIPHeader = (IPHeader*)recvbuf;
USHORT usIPHeaderLen = (USHORT)((pIPHeader->m_byVerHLen & 0x0f) * 4); //（4位版本+4位首部長度）&0xf，然后乘4 //IP頭部20字節(jié)
ICMPHeader *pICMPHeader = (ICMPHeader*)(recvbuf + usIPHeaderLen);
if (pICMPHeader->m_usID == m_usCurrentProcID //是當(dāng)前進(jìn)程發(fā)出的報(bào)文
&& pICMPHeader->m_byType == ECHO_REPLY //是響應(yīng)報(bào)文類型(Type=0)
&& pICMPHeader->m_usSeq == usSeq //是本次請求報(bào)文的響應(yīng)報(bào)文
)
{
pPingReply->m_usSeq = usSeq; //ICMP包的序列號
pPingReply->m_dwRoundTripTime = nRecvTimestamp - pICMPHeader->m_ulTimeStamp; //當(dāng)應(yīng)答返回時，用當(dāng)前時間減去存放在ICMP報(bào)文中的時間值，即是往返時間。
pPingReply->m_dwBytes = nPacketSize - usIPHeaderLen - sizeof(ICMPHeader);//數(shù)據(jù)大?。赫鼣?shù)據(jù)-IP頭-ICMP頭
pPingReply->m_dwTTL = pIPHeader->m_byTTL; //TTL生存時間
return TRUE;
}
}
}
}
//超時
if (GetTickCountCalibrate() - ulSendTimestamp >= dwTimeout)//時間戳（非標(biāo)準(zhǔn)ICMP頭部）
{
return FALSE;
}
}
}
WSA連網(wǎng)事件流程圖
（4）計(jì)算檢驗(yàn)和
//計(jì)算檢驗(yàn)和 // TCP/IP協(xié)議棧使用的校驗(yàn)算法是比較經(jīng)典的,對16位的數(shù)據(jù)進(jìn)行累加計(jì)算,并返回計(jì)算結(jié)果
USHORT CPing::CalCheckSum(USHORT *pBuffer, int nSize) //CalCheckSum((USHORT*)m_szICMPData, nICMPDataSize);
{
unsigned long ulCheckSum = 0; //4B=32b //(1)將檢驗(yàn)和字段置為0
while (nSize > 1)
{
ulCheckSum += *pBuffer++; //數(shù)值相加 //(2)把需校驗(yàn)的數(shù)據(jù)看成以16位為單位的數(shù)字組成，依次進(jìn)行求和，并存到32位的整型中
nSize -= sizeof(USHORT); //長度相減
}
if (nSize)
{
ulCheckSum += *(UCHAR*)pBuffer;
}
ulCheckSum = (ulCheckSum >> 16) + (ulCheckSum & 0xffff); //高位相加 //(3)把求和結(jié)果中的高16位(進(jìn)位)加到低16位上，如果還有進(jìn)位，重復(fù)
ulCheckSum += (ulCheckSum >> 16); //將溢出位加入
return (USHORT)(~ulCheckSum); //返回值：取反 //(4)將這個32位的整型按位取反，并強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為16位整型(截?cái)?后返回
}
/*
附錄：如何計(jì)算檢驗(yàn)和
ICMP中檢驗(yàn)和的計(jì)算算法為：
1、將檢驗(yàn)和字段置為0
2、把需校驗(yàn)的數(shù)據(jù)看成以16位為單位的數(shù)字組成，依次進(jìn)行二進(jìn)制反碼求和
3、把得到的結(jié)果存入檢驗(yàn)和字段中
所謂二進(jìn)制反碼求和，就是：
1、將源數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成反碼
2、0 + 0 = 0 0 + 1 = 1 1 + 1 = 0進(jìn)1
3、若最高位相加后產(chǎn)生進(jìn)位，則最后得到的結(jié)果要加1
在實(shí)際實(shí)現(xiàn)的過程中，比較常見的代碼寫法是：
1、將檢驗(yàn)和字段置為0
2、把需校驗(yàn)的數(shù)據(jù)看成以16位為單位的數(shù)字組成，依次進(jìn)行求和，并存到32位的整型中
3、把求和結(jié)果中的高16位(進(jìn)位)加到低16位上，如果還有進(jìn)位，重復(fù)第3步[實(shí)際上，這一步最多會執(zhí)行2次]
4、將這個32位的整型按位取反，并強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為16位整型(截?cái)?后返回
*/
（5）計(jì)算毫秒級別的時間差
//計(jì)算毫秒級別的時間差。返回值是unsigned long級別的
ULONG CPing::GetTickCountCalibrate()
{
static ULONG s_ulFirstCallTick = 0;
static LONGLONG s_ullFirstCallTickMS = 0;
SYSTEMTIME systemtime; //系統(tǒng)時間SYSTEMTIME與tm類似，不過多了一項(xiàng)wMilliseconds。
FILETIME filetime; //文件時間FILETIME與time_t類似，是64位整型，不過FILETIME是以100納秒(ns)為單位。
GetLocalTime(&systemtime); //GetLocalTime獲得當(dāng)前的本地時間，GetSystemTime函數(shù)獲得當(dāng)前的UTC時間，兩個時間存在著時差。
SystemTimeToFileTime(&systemtime, &filetime);//UTC的SYSTEMTIME時間 轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的 本地的FILETIME時間
LARGE_INTEGER liCurrentTime;
liCurrentTime.HighPart = filetime.dwHighDateTime;
liCurrentTime.LowPart = filetime.dwLowDateTime;
LONGLONG llCurrentTimeMS = liCurrentTime.QuadPart / 10000;
if (s_ulFirstCallTick == 0)
{
s_ulFirstCallTick = GetTickCount(); //返回(retrieve)從操作系統(tǒng)啟動所經(jīng)過(elapsed)的毫秒數(shù)。用GetTickCount()計(jì)算毫秒級的時間差是不靠譜的！
}
if (s_ullFirstCallTickMS == 0)
{
s_ullFirstCallTickMS = llCurrentTimeMS;
}
return s_ulFirstCallTick + (ULONG)(llCurrentTimeMS - s_ullFirstCallTickMS);// 當(dāng)前時間ms - 第一次回應(yīng)時間ms
}
到此這篇關(guān)于C++代碼實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)Ping功能的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++網(wǎng)絡(luò)Ping內(nèi)容請搜索服務(wù)器之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持服務(wù)器之家！
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