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1、ICMP 原理与代码及分析专业：班级：学号：姓名：一、ICMP 协议简介ICMP 全称 Internet Control Message Protocol，中文名为因特网控制报文协议。它工作在OSI 的网络层，向数据通讯中的源主机报告错误。ICMP 可以实现故障隔离和故障恢复。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。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 的报头长8 字节，结构如图1
2、所示。比特 07815 16比特 31 类型（ 0 或 8）代码（ 0）检验和首部其余部分（未使用）数据（图 1ICMP 报头结构）类型 ：标识生成的错误报文，它是ICMP 报文中的第一个字段；代码 ：进一步地限定生成ICMP 报文。该字段用来查找产生错误的原因；校验和 ：存储了 ICMP 所使用的校验和值。未使用 ：保留字段，供将来使用，起值设为0 数据 ：包含了所有接受到的数据报的IP 报头。还包含IP 数据报中前8 个字节的数据；ICMP 协议提供的诊断报文类型如表1 所示。种类类型描述差错报文3 目的端不可达4 源点抑制11 超时12 参数问题5 改变路由查询报文8 或 0 回显请求或
3、应答13 或 14 时间戳请求或应答17 或 18 地址掩码请求或应答10 或 9 路由询问和通告（表 1ICMP 诊断报文类型）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 ） 。二、编程实现发送ICMP 协议数据包代码功能：实现发送ICMP 协议数据包，从而实现DOS 下 ping 命令功能。1.代码简要分析代码执行步骤：（1）创建协议
4、类型为IPPROTO_ICMP 的原始套接字，设置套接字的属性。（2）创建并初始化ICMP 封包。（3）调用 sendto 函数向远程主机发送ICMP 的请求。（4）调用 recvfrom 函数接受ICMP 响应。初始化 ICMP 头时先初始化消息的类型和代码域，之后应该是回显请求头。程序首先定义了ICMP 头的数据结构ICMP_HDR。typedef struct icmp_hdr unsigned char icmp_type; / 消息类型unsigned char icmp_code; / 代码unsigned short icmp_checksum; / 校验和/ 下面是回显头uns
5、igned short icmp_id; / 用来惟一标识此请求的ID 号，通常设置为进程ID unsigned short icmp_sequence; / 序列号unsigned long icmp_timestamp; / 时间戳 ICMP_HDR, *PICMP_HDR; 2.完整代码及解析#include “./common/initsock.h“ #include “./common/protoinfo.h“ #include “./common/comm.h“ #include CInitSock theSock; typedef struct icmp_hdr unsigned
6、 char icmp_type; / 消息类型unsigned char icmp_code; / 代码unsigned short icmp_checksum; / 校验和/ 下面是回显头unsigned short icmp_id; / 用来惟一标识此请求的ID 号，通常设置为进程ID unsigned short icmp_sequence; / 序列号unsigned long icmp_timestamp; / 时间戳 ICMP_HDR, *PICMP_HDR; int main() / 目的 IP 地址，即要Ping 的 IP 地址char szDestIp = “192.168.
7、1.104“; / 127.0.0.1 / 创建原始套节字SOCKET sRaw = :socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_ICMP); / 设置接收超时SetTimeout(sRaw, 1000, TRUE); / 设置目的地址SOCKADDR_IN dest; dest.sin_family = AF_INET; dest.sin_port = htons(0); dest.sin_addr .S_un.S_addr = inet_addr(szDestIp); / 创建 ICMP 封包char buffsizeof(ICMP_HDR) + 32; ICMP
8、_HDR* pIcmp = (ICMP_HDR*)buff; / 填写 ICMP 封包数据pIcmp-icmp_type = 8; / 请求一个ICMP 回显pIcmp-icmp_code = 0; pIcmp-icmp_id = (USHORT):GetCurrentProcessId(); pIcmp-icmp_checksum = 0; pIcmp-icmp_sequence = 0; / 填充数据部分，可以为任意memset( / 开始发送和接收ICMP 封包USHORT nSeq = 0; char recvBuf1024; SOCKADDR_IN from; int nLen =
9、sizeof(from); while(TRUE) static int nCount = 0; int nRet; if(nCount+ = 4) break; pIcmp-icmp_checksum = 0; pIcmp-icmp_timestamp = :GetTickCount(); pIcmp-icmp_sequence = nSeq+; pIcmp-icmp_checksum = checksum(USHORT*)buff, sizeof(ICMP_HDR) + 32); nRet = :sendto(sRaw, buff, sizeof(ICMP_HDR) + 32, 0, (S
10、OCKADDR *) if(nRet = SOCKET_ERROR) printf(“ sendto() failed: %d n“, :WSAGetLastError(); return -1; nRet = :recvfrom(sRaw, recvBuf, 1024, 0, (sockaddr*) if(nRet = SOCKET_ERROR) if(:WSAGetLastError() = WSAETIMEDOUT) printf(“ timed outn“); continue; printf(“ recvfrom() failed: %dn“, :WSAGetLastError();
11、 return -1; / 下面开始解析接收到的ICMP 封包int nTick = :GetTickCount(); if(nRet icmp_type != 0) / 回显 printf(“ nonecho type %d recvd n“, pRecvIcmp-icmp_type); return -1; if(pRecvIcmp-icmp_id != :GetCurrentProcessId() printf(“ someone elses packet! n“); return -1; printf(“ %d bytes from %s:“, nRet, inet_ntoa(from
12、.sin_addr); printf(“ icmp_seq = %d. “, pRecvIcmp-icmp_sequence); printf(“ time: %d ms“, nTick - pRecvIcmp-icmp_timestamp); printf(“ n“); :Sleep(1000); return 0; 三、代码结果分析运行代码结果： （源地址： 192.168.1.101 目的地址： 192.168.1.104）DOS 下使用 ping 命令ping 192.168.1.104结果： （源地址： 192.168.1.101 目的地址： 192.168.1.104）由图可以分析
13、出代码实现功能与ping 命令功能类似。 即代码会构建一个固定格式的ICMP 请求数据包，然后由ICMP 协议将这个数据包连同地址“192.168.1.104 ”一起交给IP 层协议， IP 层协议将以地址“ 192.168.1.104”作为目的地址，本机IP 地址 192.168.1.101作为源地址，加上一些其他的控制信息，构建一个IP 数据包，并想办法得到192.168.1.104的 MAC 地址（物理地址，这是数据链路层协议构建数据链路层的传输单元帧所必需的） ，以便交给数据链路层构建一个数据帧。关键就在这里，IP层协议通过机器B 的 IP 地址和自己的子网掩码，发现它跟自己属同一网络
14、，就直接在本网络内查找这台机器的MAC,如果以前两机有过通信，在A 机的 ARP 缓存表应该有B 机 IP 与其 MAC 的映射关系，如果没有，就发一个ARP 请求广播，得到B 机的 MAC,一并交给数据链路层。后者构建一个数据帧，目的地址是IP 层传过来的物理地址，源地址则是本机的物理地址，还要附加上一些控制信息，依据以太网的介质访问规则，将它们传送出去。主机 B 收到这个数据帧后，先检查它的目的地址，并和本机的物理地址对比，如符合，则接收；否则丢弃。接收后检查该数据帧，将IP 数据包从帧中提取出来，交给本机的IP 层协议。同样，IP 层检查后，将有用的信息提取后交给ICMP 协议，后者处理
15、后，马上构建一个ICMP 应答包，发送给主机A，其过程和主机A 发送 ICMP 请求包到主机B 一模一样。由 wireshark 抓包，我们可以更清楚的看到两者的相似处。Wireshark 抓到代码的数据包： （源地址： 192.168.1.101 目的地址： 192.168.1.104）Wireshark 抓到 ping 命令的数据包： （源地址： 192.168.1.101 目的地址： 192.168.1.104 ）代码和 ping 命令都使用ICMP 协议，并且都是源地址请求一次，目的地址回应一次。而且wireshark判断两者都实现ping 功能。如果是目的网络与主机网络不通代码结果：Ping 命令结果：
