php小编草莓将为大家介绍如何确保为本机“ping”实现创建的IPv4数据包的正确性。在网络通信中，使用Ping命令可以测试主机之间的连通性。但是，在实际应用中，我们需要确保所发送的IPv4数据包的正确性，以避免出现错误或丢失的情况。为此，我们可以采取一些措施来保证数据包的准确性和完整性，从而确保我们获得准确的Ping结果。接下来，让我们一起来了解这些措施。
我一直在从事一个业余项目，该项目本质上是一个网络故障排除工具。我的目的是加深对网络基础知识的理解，并熟练使用操作系统提供的故障排除工具。
这是一个 CLI 应用程序，它将获取主机名并尝试诊断问题（如果有）。计划是首先实现 ping 和 traceroute，然后根据我的舒适程度逐步实现其他工具。
但是，我的 ping 实现并不准确，因为 IPv4 数据包格式错误。这就是wireshark 必须说的。
1 0.000000 192.168.0.100 142.250.195.132 ICMP 300 Unknown ICMP (obsolete or malformed?)
这是我实现ping的方法
package ping import ( "encoding/json" "net" "github.com/pkg/errors" ) var ( IcmpProtocolNumber uint8 = 1 IPv4Version uint8 = 4 IPv4IHL uint8 = 5 ICMPHeaderType uint8 = 8 ICMPHeaderSubtype uint8 = 0 ) type NativePinger struct { SourceIP string DestIP string } type ICMPHeader struct { Type uint8 Code uint8 Checksum uint16 } type ICMPPacket struct { Header ICMPHeader Payload interface{} } type IPv4Header struct { SourceIP string DestinationIP string Length uint16 Identification uint16 FlagsAndOffset uint16 Checksum uint16 VersionIHL uint8 DSCPAndECN uint8 TTL uint8 Protocol uint8 } type IPv4Packet struct { Header IPv4Header Payload *ICMPPacket } func (p *NativePinger) createIPv4Packet() (*IPv4Packet, error) { versionIHL := (IPv4Version << 4) | IPv4IHL icmpPacket := &ICMPPacket{ Header: ICMPHeader{ Type: ICMPHeaderType, Code: ICMPHeaderSubtype, }, } ipv4Packet := &IPv4Packet{ Header: IPv4Header{ VersionIHL: versionIHL, DSCPAndECN: 0, Identification: 0, FlagsAndOffset: 0, TTL: 64, Protocol: IcmpProtocolNumber, SourceIP: p.SourceIP, DestinationIP: p.DestIP, }, Payload: icmpPacket, } ipv4Packet.Header.Length = 40 bytes, err := json.Marshal(icmpPacket) if err != nil { return nil, errors.Wrapf(err, "error converting ICMP packet to bytes") } icmpPacket.Header.Checksum = calculateChecksum(bytes) bytes, err = json.Marshal(ipv4Packet) if err != nil { return nil, errors.Wrapf(err, "error converting IPv4 packet to bytes") } ipv4Packet.Header.Checksum = calculateChecksum(bytes) return ipv4Packet, nil } func calculateChecksum(data []byte) uint16 { sum := uint32(0) // creating 16 bit words for i := 0; i < len(data)-1; i++ { word := uint32(data[i])<<8 | uint32(data[i+1]) sum += word } if len(data)%2 == 1 { sum += uint32(data[len(data)-1]) } // adding carry bits with lower 16 bits for (sum >> 16) > 0 { sum = (sum & 0xffff) + (sum >> 16) } // taking one's compliment checksum := ^sum return uint16(checksum) } func (p *NativePinger) ResolveAddress(dest string) error { ips, err := net.LookupIP(dest) if err != nil { return errors.Wrapf(err, "error resolving address of remote host") } for _, ip := range ips { if ipv4 := ip.To4(); ipv4 != nil { p.DestIP = ipv4.String() } } // The destination address does not need to exist as unlike tcp, udp does not require a handshake. // The goal here is to retrieve the outbound IP. Source: https://stackoverflow.com/a/37382208/3728336 // conn, err := net.Dial("udp", "8.8.8.8:80") if err != nil { return errors.Wrapf(err, "error resolving outbound ip address of local machine") } defer conn.Close() p.SourceIP = conn.LocalAddr().(*net.UDPAddr).IP.String() return nil } func (p *NativePinger) Ping(host string) error { if err := p.ResolveAddress(host); err != nil { return errors.Wrapf(err, "error resolving source/destination addresses") } packet, err := p.createIPv4Packet() if err != nil { return errors.Wrapf(err, "error creating IPv4Packet") } conn, err := net.Dial("ip4:icmp", packet.Header.DestinationIP) if err != nil { return errors.Wrapf(err, "error eshtablishing connection with %s", host) } defer conn.Close() bytes, err := json.Marshal(packet) if err != nil { return errors.Wrapf(err, "error converting IPv4 packet into bytes") } _, err = conn.Write(bytes) if err != nil { return errors.Wrapf(err, "error sending ICMP echo request") } buff := make([]byte, 2048) _, err = conn.Read(buff) // The implementation doesn't proceed beyond this point if err != nil { return errors.Wrapf(err, "error receiving ICMP echo response") } return nil } 我不确定数据包的畸形是由单一原因还是多种原因造成的。 我觉得问题出在这两个地方之一（或两者？）：
40 字节（wordsize = 4 字节）。按照可防止结构体损坏的顺序编写结构体字段。 我参考这个来源来了解各种类型的大小。// 1 word (4 bytes) type ICMPHeader struct { Type uint8 // 8 bit Code uint8 // 8 bit Checksum uint16 // 16 bit } // 3 words (3*4 = 12 bytes) type ICMPPacket struct { Header ICMPHeader // 1 word Payload interface{} // 2 words } // 7 words (7*4 = 28 bytes) type IPv4Header struct { // Below group takes 4 words (each string takes 2 words) SourceIP string DestinationIP string // Following group takes 2 words (each 16 bits) Length uint16 Identification uint16 FlagsAndOffset uint16 Checksum uint16 // Below group takes 1 word (each takes 8 bits) VersionIHL uint8 DSCPAndECN uint8 TTL uint8 Protocol uint8 } // 10 words (40 bytes) type IPv4Packet struct { Header IPv4Header // 7 words as calculated above Payload ICMPPacket // 3 words as calculated above } 实现中缺少一些部分，例如配置计数、为数据包分配序列号等，但在此之前需要修复基本实现，即接收 ICMP ECHO 数据包的响应。很高兴知道我在哪里犯了错误。
谢谢！
考虑到我在评论中得到的建议，我已经更新了代码，即修复字节顺序并使用原始字节作为源地址、目标地址。然而，仅此并不能解决问题，数据包仍然格式错误，因此肯定还有其他问题。
我终于让它工作了。我应该谈谈代码的几个问题。
正如 Andy 正确指出的那样，我发送的是 JSON 对象，而不是按网络字节顺序发送原始字节。这是使用binary.Write(buf, binary.BigEndian, field)修复的
但是，由于此方法仅适用于固定大小的值，因此我必须对每个结构体字段执行此操作，从而使代码重复且有些难看。
我知道将Version和IHL字段组合在一起以优化内存的做法，这就是为什么我的结构中有这个单个字段VersionIHL。但是在序列化时，字段值（在本例中为 4 和 5）将被单独序列化，而我没有这样做。相反，我将整个VersionIHL字段的值转换为字节。
结果，我发现自己在字节流中发送了一个意外的八位字节69，该字节流来自将4和5组合在一起的0100 0101。
我的 ICMP 结构不包含标识符和序列号字段。Wikipedia上的 ICMP 数据报标头部分提供的信息感觉有点通用。但是，我发现RFC 页面（第 14 页）上的详细信息要多得多富有洞察力。
考虑到 ping 实用程序的序列号的重要性，这感觉很奇怪。在实现过程中，我经常发现自己想知道序列号在代码中的适当位置。直到我偶然发现 RFC 页面，我才清楚地了解何时何地合并序列号。
对于任何可能感兴趣的人，这里是功能代码我已经整理好了。
以上是如何确保为本机'ping”实现创建的 IPv4 数据包的正确性？的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！
