ゴール：
ネットワーク スイッチが使用可能かどうかを確認するために、ネットワーク スイッチに ping を送信できる必要があります。これは、ネットワーク ケーブルが外れているか、ネットワーク スイッチが使用できないか、またはネットワーク通信経路に他の問題があることをユーザーに知らせるためのものです。これは包括的な診断ツールではありませんが、何もないよりはましです。
デザイン：
生のソケットで ICMP を使用して、IPv4 ドット表記の特定のアドレスに 5 つの ping メッセージを送信することを計画しました。ソケットに ICMP フィルターをセットアップし、独自の IP ヘッダーを作成しません。ICMP の送信は sendto メソッドを使用し、受信は recvfrom メソッドを使用します。これは単一のスレッドで発生します (ただし、別のスレッドを使用して送信と受信を分離することもできます)。メッセージの受信は、受信したメッセージの ID と送信された ID を照合することによってさらにフィルタリングされます。保存された ID は、アプリケーションの実行中のプロセス ID になります。ICMP_ECHOREPLY メッセージが受信され、メッセージの ID と格納された ID が一致する場合、カウンターは 5 (4) に達するまでインクリメントされます (カウンターはゼロから始まります)。ping を送信して応答を待ちます。
問題：
設計を実装した後、特定の有効なネットワーク アドレス (192.168.11.15 など) に対してアクティブなネットワーク参加者と ping を実行すると、5 回の ping ごとに ICMP_ECHOREPLY メッセージを受信します。ただし、非アクティブなネットワーク参加者 (特定のアドレスにデバイスが接続されていないことを意味する) を使用して有効なネットワーク アドレス (192.168.30.30 など) に ping を実行すると、1 つの ICMP_DEST_UNREACH メッセージと 4 つの ICMP_ECHOREPLY メッセージが返されます。応答メッセージの ID は、ソフトウェア内に保存されている ID と一致します。コマンドラインから「ping 192.168.30.30」を実行すると、「From 192.168.40.50 icmp_seq=xx Destination Host Unreachable」と表示されます。ICMP_ECHOREPLY メッセージの代わりに ICMP_DEST_UNREACH メッセージを受信するはずがないのですか?
コード：
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:
#include "Ping.h"
int main()
{
// Ping ping("192.168.11.15");
Ping ping("192.168.30.30");
ping.start();
while(1) sleep(10);
}
コンパイルするには、Linux ボックスのコマンド ラインに「g++ main.cpp -o ping」と入力するだけでコンパイルできます (つまり、すべてのソース コードがインストールされている場合)。
結論：
その特定のネットワーク アドレスにないデバイスから 1 つの (1) ICMP_DEST_UNREACH メッセージと 4 つの (4) ICMP_ECHOREPLY メッセージを受信する理由を誰か教えてもらえますか?
注: ネットワーク IP アドレスは、main.cpp ファイルから変更できます。IP をネットワーク上に実際に存在するデバイスまたはネットワーク上に存在しないデバイスに変更するだけです。
また、コーディング スタイルに関する批判にも興味がありません。見栄えがよくない、「C」スタイルのキャストと C++ キャストが混在している、メモリ管理が貧弱であるなどのことはわかっていますが、これはプロトタイプ コードにすぎません。それはきれいであることを意味するものではありません。