ping 是一个经常被用来检查主机间连通性的工具, 它基于 ICMP 协议实现, 基本原理很简单: 本机给远程机器发送 ICMP 报文, 远程主机接收到 ICMP 报文后便会回复一个类似的 ICMP 报文; 当本机接收到回复后变认为远程主机是可连接的, 否则便认为这个主机是不可达的.
为了了解 golang 的网络编程, 我用 go 实现了一个 ping 命令, 本文会介绍如何实现 ping 命令.
代码
package main
import (
"bytes"
"encoding/binary"
"fmt"
"net"
"os"
"time"
)
type ICMP struct {
Type uint8
Code uint8
CheckSum uint16
Identifier uint16
SequenceNum uint16
}
func usage() {
msg := `
Need to run as root!
Usage:
goping host
Example: ./goping www.baidu.com`
fmt.Println(msg)
os.Exit(0)
}
func getICMP(seq uint16) ICMP {
icmp := ICMP{
Type: 8,
Code: 0,
CheckSum: 0,
Identifier: 0,
SequenceNum: seq,
}
var buffer bytes.Buffer
binary.Write(&buffer, binary.BigEndian, icmp)
icmp.CheckSum = CheckSum(buffer.Bytes())
buffer.Reset()
return icmp
}
func sendICMPRequest(icmp ICMP, destAddr *net.IPAddr) error {
conn, err := net.DialIP("ip4:icmp", nil, destAddr)
if err != nil {
fmt.Printf("Fail to connect to remote host: %s\n", err)
return err
}
defer conn.Close()
var buffer bytes.Buffer
binary.Write(&buffer, binary.BigEndian, icmp)
if _, err := conn.Write(buffer.Bytes()); err != nil {
return err
}
tStart := time.Now()
conn.SetReadDeadline((time.Now().Add(time.Second * 2)))
recv := make([]byte, 1024)
receiveCnt, err := conn.Read(recv)
if err != nil {
return err
}
tEnd := time.Now()
duration := tEnd.Sub(tStart).Nanoseconds() / 1e6
fmt.Printf("%d bytes from %s: seq=%d time=%dms\n", receiveCnt, destAddr.String(), icmp.SequenceNum, duration)
return err
}
func CheckSum(data []byte) uint16 {
var (
sum uint32
length int = len(data)
index int
)
for length > 1 {
sum += uint32(data[index])<<8 + uint32(data[index+1])
index += 2
length -= 2
}
if length > 0 {
sum += uint32(data[index])
}
sum += (sum >> 16)
return uint16(^sum)
}
func main() {
if len(os.Args) < 2 {
usage()
}
host := os.Args[1]
raddr, err := net.ResolveIPAddr("ip", host)
if err != nil {
fmt.Printf("Fail to resolve %s, %s\n", host, err)
return
}
fmt.Printf("Ping %s (%s):\n\n", raddr.String(), host)
for i := 1; i < 6; i++ {
if err = sendICMPRequest(getICMP(uint16(i)), raddr); err != nil {
fmt.Printf("Error: %s\n", err)
}
time.Sleep(2 * time.Second)
}
}
链接：https://juejin.cn/post/6844903574833479688
使用 ip4:icmp 实现
即使我们想实现privileged ping，我们也不需要直接使用raw socket，还是使用icmp包。
在这种场景下，我们的network需要是ip4:icmp,能够发送ICMP包，而不是上面的udp4。
// https://colobu.com/2023/04/26/write-the-ping-tool-in-Go/
使用Go实现ping工具
ping是一个网络工具，它被广泛地用于测试网络连接的质量和稳定性。当我们想知道我们的电脑是否能够与其他设备或服务器进行通信时，ping就是我们最好的朋友。当我们想侦测网络之间的连通性和网络质量的时候，也常常使用ping工具测量，因为它是操作系统常带的一个网络诊断工具，小而强大。
ping最初是由Mike Muuss在1983年为Unix系统开发的。它的名字是来自于海军潜艇的声纳系统，声纳系统通过发送一个声波并测量其返回时间来确定目标的位置。Ping的工作原理类似，它发送一个小数据包到目标设备，然后等待该设备返回一个响应，以测量其响应时间和延迟。
当我们使用Ping测试网络连接时，它能够告诉我们两个重要的指标：延迟和丢包率。延迟是指从发送ping请求到接收到响应所需的时间，通常以毫秒为单位计算。丢包率则是指在ping请求和响应之间丢失的数据包的百分比。如果丢包率过高，说明网络连接可能存在问题，导致数据传输不稳定或者甚至无法连接。
除了基本的ping命令外，还有许多其他ping命令和选项可供使用。例如，可以使用“-c”选项指定发送ping请求的次数，使用“-i”选项指定Ping请求之间的时间间隔。此外，还可以使用“-s”选项指定发送ping请求的数据包大小。
尽管ping是一个非常有用的工具，但它也有一些限制。ping测试的结果可能会受到许多因素的影响，例如网络拥塞、防火墙、路由器丢弃等等。此外，一些设备或服务器可能已禁用对ping请求的响应，因此无法获得ping测试的结果。
尽管它有一些限制，但它仍然是网络管理员和用户必备的工具之一。
实现原理
ping工具是基于rfc 792 (ICMP协议)来实现的。它是一份名为“Internet控制消息协议（ICMP）规范”的文件，由Jon Postel和J. Reynolds在1981年9月发布。该文档定义了ICMP协议，该协议是TCP/IP网络协议套件中的一个重要组成部分。
ICMP协议是一种网络层协议，用于传输与网络控制和错误处理相关的消息。该协议通常与IP协议一起使用，用于在Internet上交换信息。RFC 792详细介绍了ICMP协议中的不同消息类型及其用途。ping就是利用发送一个Echo请求得到一个Echo Reply实现的。
参考：
https://juejin.cn/post/6844903574833479688
https://colobu.com/2023/04/26/write-the-ping-tool-in-Go/