怎么样利用Go语言实现Ping过程?
一、准备工作
安装最新的Go
1、由于Google被墙的原因,如果没有VPN的话,就到这里下载:http://www.golangtc.com/download
2、使用任意文本编辑器,或者LiteIDE会比较方便编译和调试
二、编码
要用到的package:
import ( "bytes" "container/list" "encoding/binary" "fmt" "net" "os" "time" )
1、使用Golang提供的net包中的相关函数可以快速构造一个IP包并自定义其中一些关键参数,而不需要再自己手动填充IP报文。
2、使用encoding/binary包可以轻松获取结构体struct的内存数据并且可以规定字节序(这里要用网络字节序BigEndian),而不需要自己去转换字节序。之前的一片文中使用boost,还要自己去实现转换过程
3、使用container/list包,方便进行结果统计
4、使用time包实现耗时和超时处理
ICMP报文struct:
type ICMP struct { Type uint8 Code uint8 Checksum uint16 Identifier uint16 SequenceNum uint16 }
Usage提示:
arg_num := len(os.Args) if arg_num < 2 { fmt.Print( "Please runAs [super user] in [terminal].\n", "Usage:\n", "\tgoping url\n", "\texample: goping www.baidu.com", ) time.Sleep(5e9) return }
注意这个ping程序,包括之前的ARP程序都必须使用系统最高权限执行,所以这里先给出提示,使用time.Sleep(5e9)
,暂停5秒,是为了使双击执行者看到提示,避免控制台一闪而过。
关键net对象的创建和初始化:
var ( icmp ICMP laddr = net.IPAddr{IP: net.ParseIP("0.0.0.0")} raddr, _ = net.ResolveIPAddr("ip", os.Args[1]) ) conn, err := net.DialIP("ip4:icmp", &laddr, raddr) if err != nil { fmt.Println(err.Error()) return } defer conn.Close()
net.DialIP
表示生成一个IP报文,版本号是v4,协议是ICMP(这里字符串ip4:icmp
会把IP报文的协议字段设为1表示ICMP协议),
源地址laddr可以是0.0.0.0也可以是自己的ip,这个并不影响ICMP的工作。
目的地址raddr是一个URL,这里使用Resolve进行DNS解析,注意返回值是一个指针,所以下面的DialIP方法中参数表示没有取地址符。
这样一个完整的IP报文就装配好了,我们并没有去操心IP中的其他一些字段,Go已经为我们处理好了。
通过返回的conn *net.IPConn
对象可以进行后续操作。
defer conn.Close()
表示该函数将在Return
时被执行,确保不会忘记关闭。
下面需要构造ICMP报文了:
icmp.Type = 8 icmp.Code = 0 icmp.Checksum = 0 icmp.Identifier = 0 icmp.SequenceNum = 0 var buffer bytes.Buffer binary.Write(&buffer, binary.BigEndian, icmp) icmp.Checksum = CheckSum(buffer.Bytes()) buffer.Reset() binary.Write(&buffer, binary.BigEndian, icmp)
仍然非常简单,利用binary可以把一个结构体数据按照指定的字节序读到缓冲区里面,计算校验和后,再读进去。
检验和算法参考上面给出的URL中的实现:
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) }
下面是Ping的Request过程,这里仿照Windows的ping,默认只进行4次:
fmt.Printf("\n正在 Ping %s 具有 0 字节的数据:\n", raddr.String()) recv := make([]byte, 1024) statistic := list.New() sended_packets := 0 for i := 4; i > 0; i-- { if _, err := conn.Write(buffer.Bytes()); err != nil { fmt.Println(err.Error()) return } sended_packets++ t_start := time.Now() conn.SetReadDeadline((time.Now().Add(time.Second * 5))) _, err := conn.Read(recv) if err != nil { fmt.Println("请求超时") continue } t_end := time.Now() dur := t_end.Sub(t_start).Nanoseconds() / 1e6 fmt.Printf("来自 %s 的回复: 时间 = %dms\n", raddr.String(), dur) statistic.PushBack(dur) //for i := 0; i < recvsize; i++ { // if i%16 == 0 { // fmt.Println("") // } // fmt.Printf("%.2x ", recv[i]) //} //fmt.Println("") }
"具有0字节的数据"表示ICMP报文中没有数据字段,这和Windows里面32字节的数据的略有不同。
conn.Write
方法执行之后也就发送了一条ICMP请求,同时进行计时和计次。
conn.SetReadDeadline
可以在未收到数据的指定时间内停止Read等待,并返回错误err,然后判定请求超时。否则,收到回应后,计算来回所用时间,并放入一个list方便后续统计。
注释部分内容是我在探索返回数据时的代码,读者可以试试看Read到的数据是哪个数据包的?
统计工作将在循环结束时进行,这里使用了defer其实是希望按了Ctrl+C之后能return执行,但是控制台确实不给力,直接给杀掉了。。
defer func() { fmt.Println("") //信息统计 var min, max, sum int64 if statistic.Len() == 0 { min, max, sum = 0, 0, 0 } else { min, max, sum = statistic.Front().Value.(int64), statistic.Front().Value.(int64), int64(0) } for v := statistic.Front(); v != nil; v = v.Next() { val := v.Value.(int64) switch { case val < min: min = val case val > max: max = val } sum = sum + val } recved, losted := statistic.Len(), sended_packets-statistic.Len() fmt.Printf("%s 的 Ping 统计信息:\n 数据包:已发送 = %d,已接收 = %d,丢失 = %d (%.1f%% 丢失),\n往返行程的估计时间(以毫秒为单位):\n 最短 = %dms,最长 = %dms,平均 = %.0fms\n", raddr.String(), sended_packets, recved, losted, float32(losted)/float32(sended_packets)*100, min, max, float32(sum)/float32(recved), ) }()
统计过程注意类型的转换和格式化就行了。
全部代码就这些,执行结果大概是这个样子的:
注意每次Ping后都没有"休息",不像Windows或者Linux的会停顿几秒再Ping下一轮。
总结
Golang实现整个Ping比我想象中的还要简单很多,静态编译速度是十分快速,相比C而言,你需要更多得了解底层,甚至要从链路层开始,你需要写更多更复杂的代码来完成相同的工作,但究其根本,C语言仍然是鼻祖,功不可没,很多原理和思想都要继承和发展,这一点Golang做的很好。以上就是这篇文章的全部内容,希望对大家的学习或者工作带来一定的帮助,如果有疑问大家可以留言交流。
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