1. ping過程：

我們以下面一個網(wǎng)絡(luò)為例：有A、B、C、D四臺機子，一臺路由RA，子網(wǎng)掩碼均為255.255.255.0，默認網(wǎng)關(guān)為192.168.0.1

1、在同一網(wǎng)段內(nèi)

在主機A上運行“Ping 192.168.0.5”后，都發(fā)生了些什么呢? 首先，Ping命令會構(gòu)建一個固定格式的ICMP請求數(shù)據(jù)包，然后由ICMP協(xié)議將這個數(shù)據(jù)包連同地址“192.168.0.5”一起交給IP層協(xié)議（和ICMP一樣，實際上是一組后臺運行的進程），IP層協(xié)議將以地址“192.168.0.5”作為目的地址，本機IP地址作為源地址，加上一些其他的控制信息，構(gòu)建一個IP數(shù)據(jù)包，并想辦法得到192.168.0.5的MAC地址（物理地址，這是數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議構(gòu)建數(shù)據(jù)鏈路層的傳輸單元——幀所必需的），以便交給數(shù)據(jù)鏈路層構(gòu)建一個數(shù)據(jù)幀。關(guān)鍵就在這里，IP層協(xié)議通過機器B的IP地址和自己的子網(wǎng)掩碼，發(fā)現(xiàn)它跟自己屬同一網(wǎng)絡(luò)，就直接在本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)查找這臺機器的MAC，如果以前兩機有過通信，在A機的ARP緩存表應(yīng)該有B機IP與其MAC的映射關(guān)系，如果沒有，就發(fā)一個ARP請求廣播，得到B機的MAC，一并交給數(shù)據(jù)鏈路層。后者構(gòu)建一個數(shù)據(jù)幀，目的地址是IP層傳過來的物理地址，源地址則是本機的物理地址，還要附加上一些控制信息，依據(jù)以太網(wǎng)的介質(zhì)訪問規(guī)則，將它們傳送出去。

主機B收到這個數(shù)據(jù)幀后，先檢查它的目的地址，并和本機的物理地址對比，如符合，則接收；否則丟棄。接收后檢查該數(shù)據(jù)幀，將IP數(shù)據(jù)包從幀中提取出來，交給本機的IP層協(xié)議。同樣，IP層檢查后，將有用的信息提取后交給ICMP協(xié)議，后者處理后，馬上構(gòu)建一個ICMP應(yīng)答包，發(fā)送給主機A，其過程和主機A發(fā)送ICMP請求包到主機B一模一樣。

2、不在同一網(wǎng)段內(nèi)

在主機A上運行“Ping 192.168.1.4”后，開始跟上面一樣，到了怎樣得到MAC地址時，IP協(xié)議通過計算發(fā)現(xiàn)D機與自己不在同一網(wǎng)段內(nèi)，就直接將交由路由處理，也就是將路由的MAC取過來，至于怎樣得到路由的MAC，跟上面一樣，先在ARP緩存表找，找不到就廣播。路由得到這個數(shù)據(jù)幀后，再跟主機D進行聯(lián)系，如果找不到，就向主機A返回一個超時的信息。

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2. iputils軟件包：

執(zhí)行ping -V：

baoli@ubuntu:~$ ping -V

ping utility, iputils-s20161105

可知ping命令屬于iputils軟件包，參考： iputils軟件包

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ping過程中會涉及兩種協(xié)議：

• ICMP

• ARP：查找MAC地址

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ping報文格式：

MAC + IP + ICMP

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iputils中ping相關(guān)文件：

• ping.c

• ping6.c

• ping_common.c

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3. ping代碼實現(xiàn)流程：

1. 首先創(chuàng)建raw socket：icmp_sock = socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_ICMP);

2. 處理命令行選項

3. 如果沒有指定源IP（網(wǎng)絡(luò)接口），需要 創(chuàng)建probe_fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)，然后通過getsockname()找到源地址。

4. 通過setsockopt()設(shè)置各種選項

5.?bind：bind(icmp_sock, (struct sockaddr*)&source, sizeof(source))

6. 發(fā)送icmp報文：pinger()，在send_probe()中先構(gòu)造struct icmphdr *icp，然后通過sendmsg發(fā)送出去。

7. 接收ICMP消息：recvmsg(icmp_sock, &msg, polling)，再通過parse_reply()解析消息。

8. 已達指定次數(shù)、ctrl+c等退出處理。其中ctrl+c利用Linux?signal實現(xiàn)。

????set_signal(SIGINT, sigexit);

????set_signal(SIGALRM, sigexit);

????set_signal(SIGQUIT, sigstatus);

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Linux ping的原理与实现的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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