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布线未插入，网络交换机不可用，或者网络通信路径中存在其他一些问题。我意识到这不是一个全面的诊断工具，但总比没有好。
设计
我计划使用带有原始套接字的ICMP，以IPv4点式表示法向特定地址发送五（5）个ping消息。我将在套接字上设置ICMP过滤器，而不会创建自己的IP头。 ICMP的传输将通过sendto方法和通过recvfrom方法接收。这将发生在一个线程上（虽然另一个线程可用于分开传输和接收）。通过将接收到的消息的ID与发送的ID相匹配，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。如果接收到ICMP_ECHOREPLY消息并且消息的ID和存储的ID匹配，则递增计数器直到达到五（4）（计数器从零开始）。我将尝试发送ping，等待其回复，并重复此过程五（5）次。
问题：
在实现我的设计之后，每当我使用活动网络参与者ping特定的有效网络地址（例如192.168.11.15）时，我会收到五（5）个ping中的每一个的ICMP_ECHOREPLY消息。但是，每当我使用非活动网络参与者（即没有设备连接到特定地址）ping有效网络地址（例如192.168.30.30）时，我会得到一（1）个ICMP_DEST_UNREACH和四（4）个ICMP_ECHOREPLY消息。回复消息中的ID与软件中存储的ID相匹配。每当我执行一次ping 192.168.30.30＆＃39;从命令行，我得到了＃192;从192.168.40.50 icmp_seq = xx目标主机无法访问＆＃39;。我不应该接收ICMP_DEST_UNREACH消息而不是ICMP_ECHOREPLY消息吗？
守则：
Ping.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;
};
main.cpp中：
#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，只需键入＆＃39; g ++ main.cpp -o ping＆＃39;进入Linux机器的命令行，它应该编译（即，如果安装了所有的源代码）。
结论：
有谁可以告诉我为什么我从一个不在该特定网络地址的设备收到一（1）份ICMP_DEST_UNREACH和四（4）份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。
我对编码风格的批评也不感兴趣。我知道它不漂亮，有C＆＃39; C＆＃39;样式转换与C ++转换混合，内存管理不佳等，但这只是原型代码。它并不意味着漂亮。
答案 0 :(得分：5)
好的，我发现了错误。看看这两行。
int bytes = sendto(sock, packet, sizeof(packet), 0, (sockaddr *)&pingaddr, sizeof(sockaddr_in));
bytes = recvfrom(sock, inbuf, sizeof(inbuf), 0, (sockaddr *)&pingaddr, (socklen_t *)&addrlen);
这两个函数都使用pingaddr指针作为参数，但这应该避免，因为sendto()函数用于指向icmp数据包的目标IP但在recvfrom()中用于取回正在回复的主机的IP。
假设pingaddr设置为无法访问IP。在您的第一个ICMP_REQUEST之后，第一个网关将使用ICMP_DEST_UNREACH回复您...并且出现错误...当调用recvfrom时，pingaddr结构将被网关的IP覆盖。
所以...从第二次ping你将指向显然存在的网关IP，并将以ICMP_ECHOREPLY回复。
<强> SOLUTION：
避免将同一sockaddr_in结构指针传递给sendto()和recvfrom()。