UNIX: разработка сетевых приложений

Проверка эхо-ответа ICMP

14-37 Если ICMP-сообщение является эхо-ответом, то чтобы убедиться, что ответ предназначен для нас, мы проверяем поле идентификатора. Если это подтверждается, то вычисляется значение RTT, которое затем выводится вместе с порядковым номером и предельным количеством транзитных узлов IPv4. Ограничение на количество транзитных узлов мы получаем из вспомогательных данных IPV6_HOPLIMIT.

Вывод всех полученных ICMP-сообщений при включении параметра verbose

38-42 Если пользователь указал параметр командной строки – v, выводятся также поля типа и кода всех остальных получаемых ICMP-сообщений.

Обработчиком сигнала SIGALRM является функция sig_alrm, приведенная в листинге 28.9. В листинге 28.4 функция readloop вызывает обработчик сигнала один раз для отправки первого пакета. Эта функция в зависимости от протокола вызывает функцию send_v4 или send_v6 для отправки эхо-запроса ICMP и далее программирует запуск другого сигнала SIGALRM через 1 с.

Листинг 28.9. Функция sig_alrm: обработчик сигнала SIGALRM

 //ping/sig_alrm.c
  1 #include "ping.h"

  2 void
  3 sig_alrm(int signo)
  4 {
  5 (*pr->fsend);

  6 alarm(1);
  7 return;
  8 }

Функция send_v4, приведенная в листинге 28.10, строит ICMPv4 сообщение эхо-запроса и записывает его в символьный сокет.

Листинг 28.10. Функция send_v4: построение эхо-запроса ICMPv4 и его отправка

 //ping/send_v4.c
  1 #include "ping.h"

  2 void
  3 send_v4(void)
  4 {
  5 int len;
  6 struct icmp *icmp;

  7 icmp = (struct icmp*)sendbuf;
  8 icmp->icmp_type = ICMP_ECHO;
  9 icmp->icmp_code = 0;
 10 icmp->icmp_id = pid;
 11 icmp->icmp_seq = nsent++;
 12 memset(icmp->icmp_data, 0xa5, datalen); /* заполнение по шаблону */
 13 Gettimeofday((struct timeval*)icmp->icmp_data, NULL);
 14 len = 8 + datalen; /* контрольная сумма по заголовку и данным */
 15 icmp->icmp_cksum = 0;
 16 icmp->icmp_cksum = in_cksum((u_short*)icmp, len);
 17 Sendto(sockfd, sendbuf, len, 0, pr->sasend, pr->salen);
 18 }

Формирование ICMP-сообщения

7-13 ICMPv4 сообщение сформировано. В поле идентификатора установлен идентификатор нашего процесса, а порядковый номер установлен как глобальная переменная nset, которая затем увеличивается на 1 для следующего пакета. Текущее время сохраняется в части данных ICMP-сообщения.

Вычисление контрольной суммы ICMP

14-16 Для вычисления контрольной суммы ICMP значение поля контрольной суммы устанавливается равным 0, затем вызывается функция in_cksum, а результат сохраняется в поле контрольной суммы. Контрольная сумма ICMPv4 вычисляется по ICMPv4-заголовку и всем следующим за ним данным.

Отправка дейтаграммы

17 ICMP-сообщение отправлено на символьный сокет. Поскольку параметр сокета IP_HDRINCL не установлен, ядро составляет заголовок IPv4 и добавляет его в начало нашего буфера.

Контрольная сумма Интернета является суммой обратных кодов 16-разрядных значений. Если длина данных является нечетным числом, то для вычисления контрольной суммы к данным дописывается один нулевой байт. Перед вычислением контрольной суммы поле контрольной суммы должно быть установлено в 0. Такой алгоритм применяется для вычисления контрольных сумм IPv4, ICMPv4, IGMPv4, ICMPv6, UDP и TCP. В RFC 1071 [12] содержится дополнительная информация и несколько числовых примеров. В разделе 8.7 книги [128] более подробно рассказывается об этом алгоритме, а также приводится более эффективная его реализация. В нашем случае контрольную сумму вычисляет функция in_cksum, приведенная в листинге 28.11.

Листинг 28.11. Функция in_cksum: вычисление контрольной суммы Интернета

 //libfree/in_cksum.c
  1 uint16_t
  2 in_cksum(uint16_t *addr, int len)
  3 {
  4 int nleft = len;
  5 uint32_t sum = 0;
  6 uint16_t *w = addr;
  7 uint16_t answer = 0;

  8 /*
  9 * Наш алгоритм прост: к 32-разрядному аккумулятору sum мы добавляем
 10 * 16-разрядные слова, а затем записываем все биты переноса из старших
 11 * 16 разрядов в младшие 16 разрядов.
 12 */
 13 while (nleft > 1) {
 14 sum += *w++;
 15 nleft -= 2;
 16 }

 17 /* при необходимости добавляем четный байт */
 18 if (nleft == 1) {
 19 *(unsigned char*)(&answer) = *(unsigned char*)w;
 20 sum += answer;
 21 }

 22 /* перемещение битов переноса из старших 16 разрядов в младшие */
 23 sum = (sum >> 16) + (sum & 0xffff); /* добавление старших 16 к младшим */