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利用Go語言實現簡單Ping過程的方法

2020-04-01 19:08:22
字體:
來源:轉載
供稿:網友

一、準備工作

安裝最新的Go

1、由于Google被墻的原因,如果沒有VPN的話,就到這里下載:http://www.golangtc.com/download

2、使用任意文本編輯器,或者LiteIDE會比較方便編譯和調試

二、編碼

要用到的package:

import ( "bytes" "container/list" "encoding/binary" "fmt" "net" "os" "time")

1、使用Golang提供的net包中的相關函數可以快速構造一個IP包并自定義其中一些關鍵參數,而不需要再自己手動填充IP報文。

2、使用encoding/binary包可以輕松獲取結構體struct的內存數據并且可以規定字節序(這里要用網絡字節序BigEndian),而不需要自己去轉換字節序。之前的一片文中使用boost,還要自己去實現轉換過程

3、使用container/list包,方便進行結果統計

4、使用time包實現耗時和超時處理

ICMP報文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 }

注意這個ping程序,包括之前的ARP程序都必須使用系統最高權限執行,所以這里先給出提示,使用time.Sleep(5e9) ,暫停5秒,是為了使雙擊執行者看到提示,避免控制臺一閃而過。

關鍵net對象的創建和初始化:

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表示生成一個IP報文,版本號是v4,協議是ICMP(這里字符串ip4:icmp會把IP報文的協議字段設為1表示ICMP協議),

源地址laddr可以是0.0.0.0也可以是自己的ip,這個并不影響ICMP的工作。

目的地址raddr是一個URL,這里使用Resolve進行DNS解析,注意返回值是一個指針,所以下面的DialIP方法中參數表示沒有取地址符。

這樣一個完整的IP報文就裝配好了,我們并沒有去操心IP中的其他一些字段,Go已經為我們處理好了。

通過返回的conn *net.IPConn對象可以進行后續操作。

defer conn.Close() 表示該函數將在Return時被執行,確保不會忘記關閉。

下面需要構造ICMP報文了:

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)

仍然非常簡單,利用binary可以把一個結構體數據按照指定的字節序讀到緩沖區里面,計算校驗和后,再讀進去。

檢驗和算法參考上面給出的URL中的實現:

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過程,這里仿照Windows的ping,默認只進行4次:

fmt.Printf("/n正在 Ping %s 具有 0 字節的數據:/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("請求超時")  continue } t_end := time.Now() dur := t_end.Sub(t_start).Nanoseconds() / 1e6 fmt.Printf("來自 %s 的回復: 時間 = %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字節的數據"表示ICMP報文中沒有數據字段,這和Windows里面32字節的數據的略有不同。

conn.Write方法執行之后也就發送了一條ICMP請求,同時進行計時和計次。

conn.SetReadDeadline可以在未收到數據的指定時間內停止Read等待,并返回錯誤err,然后判定請求超時。否則,收到回應后,計算來回所用時間,并放入一個list方便后續統計。

注釋部分內容是我在探索返回數據時的代碼,讀者可以試試看Read到的數據是哪個數據包的?

統計工作將在循環結束時進行,這里使用了defer其實是希望按了Ctrl+C之后能return執行,但是控制臺確實不給力,直接給殺掉了。。

defer func() { fmt.Println("") //信息統計 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 統計信息:/n 數據包:已發送 = %d,已接收 = %d,丟失 = %d (%.1f%% 丟失),/n往返行程的估計時間(以毫秒為單位):/n 最短 = %dms,最長 = %dms,平均 = %.0fms/n",  raddr.String(),  sended_packets, recved, losted, float32(losted)/float32(sended_packets)*100,  min, max, float32(sum)/float32(recved), ) }()

統計過程注意類型的轉換和格式化就行了。

全部代碼就這些,執行結果大概是這個樣子的:

 golang,ping,ip

注意每次Ping后都沒有"休息",不像Windows或者Linux的會停頓幾秒再Ping下一輪。

總結

Golang實現整個Ping比我想象中的還要簡單很多,靜態編譯速度是十分快速,相比C而言,你需要更多得了解底層,甚至要從鏈路層開始,你需要寫更多更復雜的代碼來完成相同的工作,但究其根本,C語言仍然是鼻祖,功不可沒,很多原理和思想都要繼承和發展,這一點Golang做的很好。以上就是這篇文章的全部內容,希望對大家的學習或者工作帶來一定的幫助,如果有疑問大家可以留言交流。

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