基于Socket的PING程序设计

系统教程450 更新时间：2026-04-08 00:59:38

2024年4月17日发(作者：)

计算机科学与技术学院课程设计成绩单

课程名称：计算机网络指导教师： XX

XX 2009xxxxx

姓名性别男学号班级软件xxxx

综合成绩

程序运行情况

（占总成绩20%）

成绩等级

□

能正确运行 □基本能正确运行 □能运行但结果不完善

（20分）（15分）（10分）

程序功能的完善

程度 □完善 □基本完善 □不完善

（占总成绩10%）（10分）（8分）（5分）

程序结构的合理

性 □合理 □基本合理 □不太合理

（占总成绩10%）（10分）（8分）（5分）

对问题的答辩情□概念正确有创新 □能正确回答所有问题 □基本能正确回答

况（40分）（35分）（30分）

（占总成绩40%） □部分问题回答概念不清晰

（20分）

学生的工作态度□工作态度认真能独立完成任务 □工作态度认真但独立性较差

与独立工作能力（10分）（8分）

（占总成绩10%） □工作态度基本认真但缺乏独立性

（5分）

设计报告的规范

性 □符合规范 □基本符合规范 □规范性较差

（占总成绩10%）（10分）（8分）（5分）

优秀：90分~100分良好：80分~89分中等：70~79分及格：60~69分不及格0分~59分

武汉科技大学计算机科学与技术学院制表

课程设计报告

计算机科学与技术学院

课程名称：计算机网络

专业： xxxxxxxx

班级： xxxx级 xx 班

学号： 20xxxxxxxxxx

姓名： xxxxxxx

指导老师： xxxxxxxx

概要设计

1.1题目的内容与要求

题目内容：PING程序是我们使用的比较多的用于测试网络连通性的程序。

PING程序基于ICMP，使用ICMP的回送请求和回送应答来工作。其中，ICMP

是基于IP的一个协议，ICMP包通过IP的封装之后传递。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SOCKET编程机制。

设计要求：

1、SOCKET编程

熟悉SOCKET的编程，包括基本的系统调用如SOCKET、BIND等。

2、具体内容

1) 定义数据结构

需要定义好IP数据报、ICMP包等相关的数据结构

2) 程序实现

在WINDOWS环境下实现PING程序

3) 程序要求

在命令提示符下输入：

PING ΧΧΧ.ΧΧΧ.ΧΧΧ.ΧΧΧ

其中ΧΧΧ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。不带开关变量时，要求返回4次响应。

返回信息的格式：

REPLY FROM ΧΧΧ.ΧΧΧ.ΧΧΧ.ΧΧΧ

或

REQUEST TimeOut (无法PING通的情况)

4）编程语言不限。

需求分析和详细设计

2.1

Ping主模块

Ping()函数是本程序的核心部分，它基本是调用其他模块的函数来实现最终功

能，其主要布骤包括：定义及初始化各个全局变量、打开socket动态库、设置接

收和发送超时值、域名地址解析、分配内存、创建及初始化ICMP报文、发送ICMP

请求报文、接收ICMP 应答报文以及解读应答报文和输出Ping结果，最后释放占

用的资源其流程如下页图2.1所示。

注释：

（1）该模块并非只有处理还包括判断及输出判断结果的含义；

（2）程序没运行一次就只能输出四行结果（前提是输入的地址有效），欲再次

PING其他地址必须要重新启动程序。

（3）输入时不能输入目标主机名，不然ping结果为TIMEOUT;

开始

定义及初始化各个全局变量

否

判断WSAStartup函数是

否调用成功

输出调用失败是

创建套接字以及设置socket接收

超时，发送超时选项；

输入PING的IP地址

解析输入内容，设置PING参数

创建及填充ICMP数据报文

判断是否已发

送四次

是

Break;

否

发送，接收以及解析数据包

清除残余

输出PIING结果

结束

图2.1 主模块流程图

2.2功能控制模块

功能控制模块主要是为其他模块提供可调用的函数，该模块主要包括参数获

取功能、计算ICMP数据报文检验和、清除SOCKET,ICMP包数据以及接受缓冲

区、占用资源释放功能和显示用尸帮助功能。该模块一共包含三个函数来实现。，

流程如图2.2所示。

Checksum开始 Cleanup开始

定义初始化cksum

if (m_hSocket !=

INVALID_SOCKE

(size > 1)

是

确定cksum及size大小

释放

占用资源

关闭

套接

字 F

清除ICMP包数据

以及接受缓冲区

if (size)

cksum +=

*(UCHAR*)

buffer;

WSACleanup();

否

计算校验cksum，获得结果

结束

图2.2 功能控制模块

注释：

（1） illICMPData是由一系列的初始化的语句在流程图中不再画出；

（2） Cleanup() 函数中的WSACleanup()，HeapFree（），closesocket（）都是

一些库函数。

（3） checksum（）校验和函数是冗余校验的一种形式。它是通过错误检测方

法,对经过空间(如通信)或者时间(如计算机存储)传送的数据的完整性进行检

查的一种简单方法。

2.3数据报解析模块

数据报解析模块提供了解读IP选项和解读IcMP报文的功能。从本机收到目

的主机返回的1cMP回显应答报文，就开始逐个地解读IcMP报文，如果需要记

录路由的情况下，IcMP解析函数将调用IP选项解读函数来实现IP路由的输出（但

本程序没有此功能。该模块主要由DecodeICMPHeader一个函数来实现，而中间

也会调用其它模块的相应函数。其流程图如图2.3:

注释：

（1）判断是否为我们所要的数据报回应之前，还有一些判断回应多少内容的

语句未呈现出；

（2）函数GetTickCount()是用来记录此时我机所处的现在时间（毫秒级）；

DecodeICMPHeader

定义相关变量以及初始化；

tick = GetTickCount();

为我们所要的回应报

文；

否

是

输出不是我们所要；

tick0[icmpcount]=tick

icmphdr->timestamp;

-

结束

判断时间是否小于1ms

是

printf("Reply from %s: dytes=%d

time<1ms icmp_seq

= %dn",inet_ntoa(from->sin_addr),

printf("Reply from %s: dytes=%d

time=%d icmp_seq

= %dn",inet_ntoa(from->sin_addr),

icmpcount++;

结束

图2.3 数据报解析模块

运行界面

运行操作及结果：

在VC中运行程序后会出现如图4.1所示，提示你输入IP或网址;

图4.1开始输入

下面我们先以输入室友的IP地址为例进行试验，结果如图4.2;

图4.2测试本地IP

接着我们任意输入网络地址，在联网的情况下，结果如图4.3；

图4.3测试网络IP

但是当断开网络连接时时，就会出现下图结果：

图4.网络IP不通

附录（程序清单）

#pragma comment(lib,"ws2_")

#include

typedef struct _iphdr

{

unsigned int h_len:4; // 头长度

unsigned int version:4; // IP版本

unsigned char tos; // 服务类型

unsigned short total_len; // 包的总长度

unsigned short ident; // 包标示身份

unsigned short frag_and_flags; // 标志

unsigned char ttl; // 包生命周期

unsigned char proto; // 协议类型

unsigned short checksum; // IP 校验

unsigned int sourceIP;//源IP

unsigned int destIP;//目标IP

} IpHeader;

#define ICMP_ECHO 8

#define ICMP_ECHOREPLY 0

#define ICMP_MIN 8 // 最小8字节的包头

typedef struct _icmphdr

{

BYTE i_type;

BYTE i_code;

USHORT i_cksum;

USHORT i_id;

USHORT i_seq;

// 为世间留空间

ULONG timestamp;//时间戳

} IcmpHeader;

#define DEF_PACKET_SIZE 32

#define MAX_PACKET 1024 // 最大ICMP 包长度

#define MAX_IP_HDR_SIZE 60 // 最大IP头长度

int datasize=DEF_PACKET_SIZE;

char *icmp_data=NULL;

char *recvbuf=NULL;

SOCKET m_hSocket= INVALID_SOCKET;

char *lpdest=NULL;

void FillICMPData(char *icmp_data, int datasize)

{

IcmpHeader *icmp_hdr = NULL;

char *datapart = NULL;

icmp_hdr = (IcmpHeader*)icmp_data;

icmp_hdr->i_type = ICMP_ECHO; // 要求有IP回应

icmp_hdr->i_code = 0;

icmp_hdr->i_id = (USHORT)GetCurrentProcessId();

icmp_hdr->i_cksum = 0;

icmp_hdr->i_seq = 0;

datapart = icmp_data + sizeof(IcmpHeader);

}

USHORT checksum(USHORT *buffer, int size)

{

unsigned long cksum=0;

while (size > 1)

{

cksum += *buffer++;

size -= sizeof(USHORT);

}

if (size)

{

cksum += *(UCHAR*)buffer;

}

cksum = (cksum >> 16) + (cksum & 0xffff);

cksum += (cksum >>16);

return (USHORT)(~cksum);

}

void DecodeICMPHeader(char *buf, int bytes, SOCKADDR_IN *from)

{

IpHeader *iphdr = NULL;

IcmpHeader *icmphdr = NULL;

unsigned short iphdrlen;

DWORD tick;

static int icmpcount = 0;

iphdr = (IpHeader *)buf;

iphdrlen = iphdr->h_len * 4;

tick = GetTickCount();

if (bytes < iphdrlen + ICMP_MIN)

{

printf("Too few bytes from %s rn",inet_ntoa(from->sin_addr));

}

icmphdr = (IcmpHeader*)(buf + iphdrlen);

if (icmphdr->i_type != ICMP_ECHOREPLY)

{

printf("nonecho type %d recvd rn", icmphdr->i_type);

return;

}

// 确定是我们发的数据包回应

if (icmphdr->i_id != (USHORT)GetCurrentProcessId())

{

printf("其他程序的回应报文! t错误代码 %dn",

WSAGetLastError());

return ;

}

DWORD tick0[4];

tick0[icmpcount]=tick - icmphdr->timestamp;

if(tick0[icmpcount]<1)

icmp_seq printf("Reply from %s: bytes=%d time<1ms

= %dn",inet_ntoa(from->sin_addr), bytes, icmphdr->i_seq );

else printf("Reply from %s: bytes=%d time=%dms icmp_seq

= %dn",inet_ntoa(from->sin_addr), bytes,tick0[icmpcount], icmphdr->i_seq);

icmpcount++;

return;

}

void Cleanup()

{

if (m_hSocket != INVALID_SOCKET)

closesocket(m_hSocket);

HeapFree(GetProcessHeap(), 0, recvbuf);

HeapFree(GetProcessHeap(), 0, icmp_data);

WSACleanup();

return ;

}

void main(){

WSADATA wsaData;

char a[100];

printf("ping ");

scanf("%s",a);

lpdest=a;

SOCKADDR_IN m_addrDest;

SOCKADDR_IN m_addrFrom;

int timeout=1000;

USHORT seq_no=0;

if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData) != 0)

{

}

printf("Sorry, you cannot load socket dll!");

m_hSocket = WSASocket (AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_ICMP, NULL,

0,

WSA_FLAG_OVERLAPPED);

if (m_hSocket == INVALID_SOCKET)

{

printf("socket 创建失败!");

}

int bread = setsockopt(m_hSocket, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO,

(char*)&timeout, sizeof(timeout));

if(bread == SOCKET_ERROR)

{

printf("设置socket接收超时选项错误!");

}

timeout = 1000;

bread = setsockopt(m_hSocket, SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO,

(char*)&timeout, sizeof(timeout));

if (bread == SOCKET_ERROR)

{

printf("设置socket发送超时选项错误!");

}

memset(&m_addrDest, 0, sizeof(m_addrDest));

// 如果必要的话需要对输入IP进行解析

m__family = AF_INET;

if ((m__addr.s_addr = inet_addr(lpdest)) == INADDR_NONE)

{

struct hostent *hp = NULL;

if ((hp = gethostbyname(lpdest)) != NULL)

{

memcpy(&(m__addr), hp->h_addr, hp->h_length);

m__family = hp->h_addrtype;

}

else

{

printf("不能找到名为 %s 的主机t错误代码 %dn",lpdest,

WSAGetLastError());

exit(0);

}

printf("Pinging %s with 64 bytes of data: nn", inet_ntoa(m__addr));

// 创建ICMP包

datasize += sizeof(IcmpHeader);

icmp_data =(char*) HeapAlloc(GetProcessHeap(), HEAP_ZERO_MEMORY,

MAX_PACKET);

recvbuf =(char*) HeapAlloc(GetProcessHeap(), HEAP_ZERO_MEMORY,

MAX_PACKET);

if (!icmp_data)

{

printf("堆分配错误!");

}

memset(icmp_data,0,MAX_PACKET);

FillICMPData(icmp_data,datasize);

// 开始发送或接受ICMP包

int nCount=0;

while(1)

{

int bwrote;

if (nCount++ == 4)

break;

((IcmpHeader*)icmp_data)->i_cksum = 0;

((IcmpHeader*)icmp_data)->timestamp = GetTickCount();

((IcmpHeader*)icmp_data)->i_seq = seq_no++;

((IcmpHeader*)icmp_data)->i_cksum =

checksum((USHORT*)icmp_data, datasize);

bwrote = sendto(m_hSocket, icmp_data, datasize, 0,

(struct sockaddr*)&m_addrDest, sizeof(m_addrDest));

if (bwrote == SOCKET_ERROR)

{

if (WSAGetLastError() == WSAETIMEDOUT)

{

printf("Requrest timed out ! rn");

continue;

}

printf("目标不可达!t错误代码 %dn", WSAGetLastError());continue;

}

if (bwrote < datasize)

{

printf("Wrote %d bytes rn", bwrote);

}

int fromlen = sizeof(m_addrFrom);

bread = recvfrom(m_hSocket, recvbuf, MAX_PACKET, 0,

(struct sockaddr*)&m_addrFrom, &fromlen);

if (bread == SOCKET_ERROR)

{

if (WSAGetLastError() == WSAETIMEDOUT)

{printf("Requrest timed out !rn");

continue;

}

printf("接收数据函数调用错误!t错误代码

WSAGetLastError());

exit(0);

}

DecodeICMPHeader(recvbuf, bread, &m_addrFrom);

}

Cleanup();

}

%dn",

课程设计总结：

通过设计程序，真正了解了ICMP的结构。编写过程中，一些基本的常见的

函数不会应用，这使我发现自己知识的匮乏，在以后的学习过程中得要好好的努

力，多阅读一些复杂的程序，了解一个基本的函数，算法和精良的编程思想，更

要多动手写一些有一定难度的程序，我们不应该害怕写程序出错，应该大胆地写

出自己的想法，出现错误去解决错误就能找出自己知识的漏洞和模糊点。我们还

可以通过阅读别人错误的程序，试着帮别人查找错误，这样证书技能头脑中的规

则还能发现一些初学者一番的错误，使自己少走弯路。

通过整个程序和编写文档过程，感觉自己的能力还远远没达到老师的要求的

层面上，恐怕还要继续努力啊。

指导教师评语：

指导教师(签字)：年月日

课程设计成绩

本文发布于:2024-04-17，感谢您对本站的认可！

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