利用Go語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單Ping過(guò)程的方法
一、準(zhǔn)備工作
安裝最新的Go
1、由于Google被墻的原因，如果沒(méi)有VPN的話(huà)，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(huì)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(guān)函數(shù)可以快速構(gòu)造一個(gè)IP包并自定義其中一些關(guān)鍵參數(shù)，而不需要再自己手動(dòng)填充IP報(bào)文。
2、使用encoding/binary包可以輕松獲取結(jié)構(gòu)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(luò)字節(jié)序BigEndian），而不需要自己去轉(zhuǎn)換字節(jié)序。之前的一片文中使用boost，還要自己去實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換過(guò)程
3、使用container/list包，方便進(jìn)行結(jié)果統(tǒng)計(jì)
4、使用time包實(shí)現(xiàn)耗時(shí)和超時(shí)處理
ICMP報(bào)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(gè)ping程序，包括之前的ARP程序都必須使用系統(tǒng)最高權(quán)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(tái)一閃而過(guò)。
關(guān)鍵net對(duì)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(gè)IP報(bào)文，版本號(hào)是v4，協(xié)議是ICMP（這里字符串ip4:icmp會(huì)把IP報(bào)文的協(xié)議字段設(shè)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(gè)并不影響ICMP的工作。
目的地址raddr是一個(gè)URL，這里使用Resolve進(jìn)行DNS解析，注意返回值是一個(gè)指針，所以下面的DialIP方法中參數(shù)表示沒(méi)有取地址符。
這樣一個(gè)完整的IP報(bào)文就裝配好了，我們并沒(méi)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(guò)返回的conn *net.IPConn對(duì)象可以進(jìn)行后續(xù)操作。
defer conn.Close() 表示該函數(shù)將在Return時(shí)被執(zhí)行，確保不會(huì)忘記關(guān)閉。
下面需要構(gòu)造ICMP報(bào)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(jiǎn)單，利用binary可以把一個(gè)結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)按照指定的字節(jié)序讀到緩沖區(qū)里面，計(jì)算校驗(yàn)和后，再讀進(jìn)去。
檢驗(yàn)和算法參考上面給出的URL中的實(shí)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(guò)程，這里仿照Windows的ping，默認(rèn)只進(jìn)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(qǐng)求超時(shí)")
continue
}
t_end := time.Now()
dur := t_end.Sub(t_start).Nanoseconds() / 1e6
fmt.Printf("來(lái)自 %s 的回復(fù): 時(shí)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(bào)文中沒(méi)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(qǐng)求，同時(shí)進(jìn)行計(jì)時(shí)和計(jì)次。
conn.SetReadDeadline可以在未收到數(shù)據(jù)的指定時(shí)間內(nèi)停止Read等待，并返回錯(cuò)誤err，然后判定請(qǐng)求超時(shí)。否則，收到回應(yīng)后，計(jì)算來(lái)回所用時(shí)間，并放入一個(gè)list方便后續(xù)統(tǒng)計(jì)。
注釋部分內(nèi)容是我在探索返回?cái)?shù)據(jù)時(shí)的代碼，讀者可以試試看Read到的數(shù)據(jù)是哪個(gè)數(shù)據(jù)包的？
統(tǒng)計(jì)工作將在循環(huán)結(jié)束時(shí)進(jìn)行，這里使用了defer其實(shí)是希望按了Ctrl+C之后能return執(zhí)行，但是控制臺(tái)確實(shí)不給力，直接給殺掉了。。
defer func() {
fmt.Println("")
//信息統(tǒng)計(jì)
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(jì)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(jì)時(shí)間(以毫秒為單位)：\n 最短 = %dms，最長(zhǎng) = %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(jì)過(guò)程注意類(lèi)型的轉(zhuǎn)換和格式化就行了。
全部代碼就這些，執(zhí)行結(jié)果大概是這個(gè)樣子的：
注意每次Ping后都沒(méi)有"休息"，不像Windows或者Linux的會(huì)停頓幾秒再Ping下一輪。
總結(jié)
Golang實(shí)現(xiàn)整個(gè)Ping比我想象中的還要簡(jiǎn)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(kāi)始，你需要寫(xiě)更多更復(fù)雜的代碼來(lái)完成相同的工作，但究其根本，C語(yǔ)言仍然是鼻祖，功不可沒(méi)，很多原理和思想都要繼承和發(fā)展，這一點(diǎn)Golang做的很好。以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作帶來(lái)一定的幫助，如果有疑問(wèn)大家可以留言交流。
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