[工学]实验六 基于ICMP协议的ping程序设计实验.doc

实验六 基于ICMP协议的ping程序设计实验 一、实验目的 分析ICMP协议报文，理解和掌握ICMP协议报文头各字段的含义和作用； 熟悉原始套接字编程；了解网络结构与网络传输底层协议。 二、实验时数：4小时 三、实验环境 连通的局域网络、若干PC机、Windows XP /2000等操作系统、Visual C等编程软件等。 四、实验要求 掌握ICMP协议报文格式和各字段含义； 在WINDOWS环境下设计与实现基于ICMP协议的PING程序，该程序可以用于测试网络连通性。具体要求如下： 在命令提示符下输入： PING ***.***.***.*** 其中***为目的主机的IP地址；不要求支持域名，对是否带有开关变量也不做要求，当不带开关变量时，要求返回4次响应。 返回信息的格式： REPLY FROM ***.***.***.*** 或 REQUEST TimeOut （无法PING通的情况） 五、实验原理 1、PING的工作原理 ping 程序是用来探测主机到主机之间是否可通信，如果不能ping到某台主机，表明不能和这台主机建立连接。ping 使用的是ICMP协议，它发送ICMP回送请求消息给目的主机。ICMP协议规定：目的主机必须返回ICMP回送应答消息给源主机。如果源主机在一定时间内收到应答，则认为主机可达。 ICMP协议通过IP协议发送的，IP协议是一种无连接的，不可靠的数据包协议。因此，保证数据送达的工作应该由其他的模块来完成。其中一个重要的模块就是ICMP(网络控制报文)协议。 当传送IP数据包发生错误，比如主机不可达，路由不可达等等，ICMP协议将会把错误信息封包，然后传送回给主机。给主机一个处理错误的机会，这也就是为什么说建立在IP层以上的协议是可能做到安全的原因。ICMP数据包由8bit的错误类型和8bit的代码和16bit的校验和组成。而前 16bit就组成了ICMP所要传递的信息。 PING利用ICMP协议包来侦测另一个主机是否可达。其原理是用类型码为0的ICMP发请求，受到请求的主机则用类型码为8的ICMP回应。ping程序来计算间隔时间，并计算有多少个包被送达。用户就可以判断网络大致的情况。 2、RAW模式的SOCKET编程 ? PING程序是面向用户的应用程序，该程序使用ICMP的封装机制，通过IP协议来工作。为了实现直接对IP和ICMP包进行操作，实验中使用RAW模式的SOCKET编程。 熟悉SOCKET的编程，包括基本的系统调用如SOCKET、BIND等。 3、ICMP协议 网络本身是不可靠的，在网络传输过程中，可能会发生许多突发事件并导致数据传输失败。位于网络层的IP协议是一个无连接的协议，它不会处理网络层传输中的故障，而位于网络层的ICMP协议却恰好弥补了IP的缺限，它使用IP协议进行信息传递，向数据包中的源端节点提供发生在网络层的错误信息反馈。 ICMP全称Internet Control Message Protocol，中文名为因特网控制报文协议，它的报头长8字节，结构如下图所示：? 　　比特0　　　 7　8　　 ???????15? 16　　　??? ???????? ?比特31 类型（0或8） 代码（0） 检验和 标识符 序号 数据 ? ICMP协议提供的诊断报文类型如下表所示： 类型 描述 0 回应应答（Ping应答，与类型8的Ping请求一起使用） 3 目的不可达 4 源消亡 5 重定向 8 回应请求（Ping请求，与类型8的Ping应答一起使用） 9 路由器公告（与类型10一起使用） 10 路由器请求（与类型9一起使用） 11 超时 12 参数问题 13 时标请求（与类型14一起使用） 14 时标应答（与类型13一起使用） 15 信息请求（与类型16一起使用） 16 信息应答（与类型15一起使用） 17 地址掩码请求（与类型18一起使用） 18 地址掩码应答（与类型17一起使用） ?? ICMP提供多种类型的消息为源端节点提供网络层的故障信息反馈，它的报文类型可以归纳为以下5个大类： 诊断报文（类型8，代码0；类型0，代码0）； 目的不可达报文（类型3，代码0-15）； 重定向报文（类型5，代码0-4）； 超时报文（类型11，代码0-1）； 信息报文（类型12-18）。 六、实验步骤及注意点 熟悉IP以及ICMP协议的工作机制； 熟悉RAW模式的SOCKET编程； 编写PING的实现程序； 在模拟实现环境下调试并运行自己编写的PING程序； 编译环境中需要包括SOCKET库 WS2_32.lib。 七、实验报告要求 提交源程序，并撰写实验报告。 八、相关参考资料 Winsock Programmers