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(diào)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(shù)可以快速構造一個IP包并自定義其中一些關鍵參數(shù),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(nèi)存數(shù)據(jù)并且可以規(guī)定字節(jié)序(這里要用網(wǎng)絡字節(jié)序BigEndian),而不需要自己去轉換字節(jié)序。之前的一片文中使用boost,還要自己去實現(xiàn)轉換過程
3、使用container/list包,方便進行結果統(tǒng)計
4、使用time包實現(xiàn)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(tǒng)最高權限執(zhí)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(zhí)行者看到提示,避免控制臺一閃而過。
關鍵net對象的創(chuàng)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(xié)議是ICMP(這里字符串ip4:icmp
會把IP報文的協(xié)議字段設為1表示ICMP協(xié)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(shù)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(jīng)為我們處理好了。
通過返回的conn *net.IPConn
對象可以進行后續(xù)操作。
defer conn.Close()
表示該函數(shù)將在Return
時被執(zhí)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(shù)據(jù)按照指定的字節(jié)序讀到緩沖區(qū)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(xiàn):
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(jié)的數(shù)據(jù):\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(jié)的數(shù)據(jù)"表示ICMP報文中沒有數(shù)據(jù)字段,這和Windows里面32字節(jié)的數(shù)據(jù)的略有不同。
conn.Write
方法執(zhí)行之后也就發(fā)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(shù)據(jù)的指定時間內(nèi)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(xù)統(tǒng)計。
注釋部分內(nèi)容是我在探索返回數(shù)據(jù)時的代碼,讀者可以試試看Read到的數(shù)據(jù)是哪個數(shù)據(jù)包的?
統(tǒng)計工作將在循環(huán)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(zhí)行,但是控制臺確實不給力,直接給殺掉了。。
defer func() {
fmt.Println("")
//信息統(tǒng)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(tǒng)計信息:\n 數(shù)據(jù)包:已發(fā)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(tǒng)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(zhí)行結果大概是這個樣子的:
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(xiàn)整個Ping比我想象中的還要簡單很多,靜態(tài)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(fā)展,這一點Golang做的很好。以上就是這篇文章的全部內(nèi)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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