C語言實現ping命令（一）

 

ping命令使用到了網絡中的ICMP協議：

關於ICMP介紹看這里：https://www.cnblogs.com/wanghao-boke/p/11670473.html

 

網絡地址信息

地址信息表示：

網絡傳輸時地址信息包括：

• 地址族（基於IPV4還是IPv6的地址族）
• IP地址
• 端口號

 

使用相關結構體來紀錄地址信息：

struct sockaddr_in{
    sa_family_t        sin_family;     // 地址族
    uint16_t        sin_port;        // 端口號
    struct in_addr  sin_addr;          // 32位IP地址
    char             sin_zero[8];    // 不使用
};

struct in_addr{
    in_addr_t     s_addr;        // 32位IP地址
};

struct in_addr{
    in_addr_t     s_addr;        // 32位IP地址
};

#define in_addr_t uint32_t    //無符號整型32位

 

還可以使用以下結構體：

struct sockaddr{
    sa_family_t    sin_family;     // 地址族
    char         sa_data[14]; // IP地址和端口
};

 

成員sa_data保存的信息包含IP地址和端口號，剩余部分填充0。

在使用時定義信息地址時使用struct sockaddr_in結構體，然后將該結構體類型轉成struct sockaddr結構體傳遞給網絡編程。

 

主機字節序與網絡字節序

 

在CPU中，4字節整型數值1在內存空間保存方式是不同的。

4字節整型數值1可用二進制表示如下：
00000000 00000000 00000000 00000001

而在有些CPU則以倒序保存

00000001 00000000 00000000 00000000

 

這兩種CPU解析數據的方式分別被稱為

大端序：高位字節存放到低位地址。

小端序：高位字節存放到高位地址

 

為了使發送和接受雙方主機的CPU在解析數據方式上保持一致，在網絡傳輸數據時約定統一為大端序，這種約定被稱之為網絡字節序。

 

所以在網路傳輸數據前，需要把數據數組轉換成大端序格式再進行網絡傳輸，接收到網絡數據后，需要轉換本機字節格式然后進行后續處理。該步驟都會有關函數來處理。

我們需要做的就是向struct sockaddr_in結構體變量種填充IP地址和端口數據的時候轉換該格。

具體轉換字節序的函數有以下幾種方式：

unsigned short htons(unsigned short);
unsigned short ntohs(unsigned short);
unsigned long  htonl(unsigned long);
unsigned long  ntohl(unsigned long);

htonl/htons中h表示（host）主機字節序，n表示（network）網絡字節序，s表示short，l指的是long（linux中long類型和int一樣只占4字節）。

 

實例：

/*test.c*/
#include<stdio.h>
#include<arpa/inet.h>

int main()
{
    unsigned short hosts = 0x1234;
    unsigned short nets;
    unsigned hostl = 0x12345678;
    unsigned netl;

    nets = htons(hosts);
    netl = htonl(hostl);

    printf("Host order short: %#x \n", hosts);
    printf("NetWork order short: %#x \n", nets);

    printf("Host order long: %#x \n", hostl);
    printf("NetWork order long: %#x \n", netl); 

    return 0;   
}

 

運行結果：

Host order short: 0x1234

NetWork order short: 0x3412

Host order long: 0x12345678

NetWork order long: 0x78563412

 

擴展：

Intel系統的CPU采用的都是小端序標准。