JAVA原始套接字编程 原始套接字编程实验

实验5 图形化Ping工具

实验目的：
用图形界面实现Ping操作。
开发语言与工具：
VC
实验要求：
1.使用MFC编程。
2.界面上有目标地址栏， 信息框 和 ping按钮。
3.使用原始套接字实现ping操作。结果显示在信息框中。

看着实验3的实验要求有点发憷，所以换成实验5，准备先做点简单的
不过实际上比我想象的更花时间
老师ppt里的代码好多，抄了好久
本来实验五的博客已经写了一部分，因为昨天任务管理器的故障，数据全丢失了
我也没法写那么细，抄一下自己的实验报告算了

实验的细节

A)在main函数中，发生错误时，一般的操作是

报错然后return 1；

但是在MFC消息处理函数，使用return 1编译会报错

这时候要用return，不用返回数字

B)我实现消息处理框内容的显示是通过CString，但是在传参给PING（）函数的时候 CString类型是无法自动转化为LPCSTR类型的
我找到的办法是，使用CString的GetBuffer（）完成转换

LPCSTR pstrHost = (LPCSTR)ipinfo.GetBuffer(ipinfo.GetLength());

C)PPT中的代码是用原始套接字通过控制台输出信息，
而我是通过MFC实现的
所以需要把所有的printf改成AddString（），（因此错误码也要转换成CString）

D)CString.Format（）使用的时候需要注意加上‘L’，哪怕是为了转换int之类的也需要 这么做，不然会报错

同样的，把LPCSTR转化为CString，也需要加上‘L’

E)调试程序的时候，发现在程序在getaddrinfo（）阶段出错，函数返回11001

（如图所示，哪怕ping主机也会出错）

网上找到的说法：1、host里没有删掉注释；2、ip后没有去掉'\n'
感觉对我来说都不靠谱，因为我本机都连不上

我查到的getaddrinfo（）函数解析：

int getaddrinfo( const char *hostname, const char *service, const struct addrinfo *hints, struct addrinfo **result );

参数说明
hostname:一个主机名或者地址串(IPv4的点分十进制串或者IPv6的16进制串)
service：服务名可以是十进制的端口号，也可以是已定义的服务名称，如ftp、http等
hints：可以是一个空指针，也可以是一个指向某个addrinfo结构体的指针，调用者在这个结构中填入关于期望返回的信息类型的暗示。举例来说：如果指定的服务既支持TCP也支持UDP，那么调用者可以把hints结构中的ai_socktype成员设置成SOCK_DGRAM使得返回的仅仅是适用于数据报套接口的信息。
result：本函数通过result指针参数返回一个指向addrinfo结构体链表的指针。
返回值：0——成功，非0——出错
感觉自己并没有错

写了个控制台程序也是返回0

所以问题锁定在这里，我的输入框信息在转化成getaddrinfo的参数的时候出错了

写了一小段程序，明白了原因，因为转化的时候把ip地址转化成宽字节的了

抄一抄其他前辈的代码试试

int n = str.GetLength(); 	int len = WideCharToMultiByte(CP_ACP, 0, str, str.GetLength(), NULL, 0, NULL, NULL); 	char* pstrHost = new char[len + 1]; 	WideCharToMultiByte(CP_ACP, 0, str, str.GetLength(), pstrHost, len, NULL, NULL); 	pstrHost[len+1] = '\0';

成功转化为单字，但结果还是11001
但是我无意中改成

int n = str.GetLength(); 	int len = WideCharToMultiByte(CP_ACP, 0, str, str.GetLength(), NULL, 0, NULL, NULL); 	char* pstrHost = new char[len + 1]; 	WideCharToMultiByte(CP_ACP, 0, str, str.GetLength(), pstrHost, len, NULL, NULL); 	pstrHost[len] = '\0';

函数居然返回0
于是接下来没啥大问题了

贴代码造福学弟学妹们
头文件：

点击查看代码

// lab5Dlg.h: 头文件
//

#pragma once


// Clab5Dlg 对话框
class Clab5Dlg : public CDialogEx
{
// 构造
public:
	Clab5Dlg(CWnd* pParent = nullptr);	// 标准构造函数
	u_short in_cksum(u_short* addr, int len);//计算校验和
	int SendEchoRequest(SOCKET s, LPSOCKADDR_IN lpstToAddr);//构造并发送ICMP ECHO请求数据包
	int WaitForEchoReply(SOCKET s);//等待回声应答的道来
	DWORD RecvEchoReply(SOCKET s, LPSOCKADDR_IN lpsaFrom, u_char* pTTL);//接收回声应答报文
	void PING();

	CString tran;
	CString tran2;

// 对话框数据
#ifdef AFX_DESIGN_TIME
	enum { IDD = IDD_LAB5_DIALOG };
#endif

	protected:
	virtual void DoDataExchange(CDataExchange* pDX);	// DDX/DDV 支持


// 实现
protected:
	HICON m_hIcon;

	// 生成的消息映射函数
	virtual BOOL OnInitDialog();
	afx_msg void OnSysCommand(UINT nID, LPARAM lParam);
	afx_msg void OnPaint();
	afx_msg HCURSOR OnQueryDragIcon();
	DECLARE_MESSAGE_MAP()
public:
	afx_msg void OnBnClickedPing();
	afx_msg void OnBnClickedClear();
	afx_msg void OnEnChangeEdit1();
	afx_msg void OnLbnSelchangeList1();
	CString ipinfo;
	CListBox pinginfo;
};

实现文件： 点击查看代码

// lab5Dlg.cpp: 实现文件
//

#include "pch.h"
#include "framework.h"
#include "lab5.h"
#include "lab5Dlg.h"
#include "afxdialogex.h"

#pragma comment(lib,"Ws2_32.lib")

#ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_NEW
#endif

#define DEFAULT_IP "192.168.1.7"
#define REQ_DATASIZE 32
#define ICMP_ECHOREPLY 0
#define ICMP_ECHOREQ 8

//IP头部 -- RFC 791
typedef struct tagIPHDR
{
	u_char VIHL;
	u_char TOS;
	short TotLen;
	short ID;
	short FlagOff;
	u_char TTL;
	u_char Protocol;
	u_short Checksum;
	struct in_addr iaSrc;
	struct in_addr iaDst;
}IPHDR, * PIPHDR;

//ICMP头部 -- RFC 792
typedef struct tagICMPHDR
{
	u_char Type;
	u_char Code;
	u_short Checksum;
	u_short ID;
	u_short Seq;
}ICMPHDR, * PICMPHDR;

//ICMP Echo 请求报文
typedef struct tagECHOREQUEST
{
	ICMPHDR icmpHdr;
	DWORD dwTime;
	char cData[REQ_DATASIZE];
}ECHOREQUEST, * PECHOREQUEST;

//ICMP Echo 应答报文
typedef struct tagECHOREPLY
{
	IPHDR ipHdr;
	ECHOREQUEST echoRequest;
	char cFiller[256];
}ECHOREPLY, * PECHOREPLY;


class CAboutDlg : public CDialogEx
{
public:
	CAboutDlg();

// 对话框数据
#ifdef AFX_DESIGN_TIME
	enum { IDD = IDD_ABOUTBOX };
#endif

	protected:
	virtual void DoDataExchange(CDataExchange* pDX);    // DDX/DDV 支持

// 实现
protected:
	DECLARE_MESSAGE_MAP()
};

CAboutDlg::CAboutDlg() : CDialogEx(IDD_ABOUTBOX)
{

}

void CAboutDlg::DoDataExchange(CDataExchange* pDX)
{
	CDialogEx::DoDataExchange(pDX);
}

BEGIN_MESSAGE_MAP(CAboutDlg, CDialogEx)
END_MESSAGE_MAP()


// Clab5Dlg 对话框



Clab5Dlg::Clab5Dlg(CWnd* pParent /*=nullptr*/)
	: CDialogEx(IDD_LAB5_DIALOG, pParent)
	, ipinfo(_T(""))
{
	m_hIcon = AfxGetApp()->LoadIcon(IDR_MAINFRAME);
}

void Clab5Dlg::DoDataExchange(CDataExchange* pDX)
{
	CDialogEx::DoDataExchange(pDX);

	DDX_Text(pDX, IDC_EDIT1, ipinfo);
	DDX_Control(pDX, IDC_LIST1, pinginfo);
}

BEGIN_MESSAGE_MAP(Clab5Dlg, CDialogEx)
	ON_WM_SYSCOMMAND()
	ON_WM_PAINT()
	ON_WM_QUERYDRAGICON()
	ON_BN_CLICKED(IDPING, &Clab5Dlg::OnBnClickedPing)
	ON_BN_CLICKED(IDClear, &Clab5Dlg::OnBnClickedClear)
	ON_EN_CHANGE(IDC_EDIT1, &Clab5Dlg::OnEnChangeEdit1)
	ON_LBN_SELCHANGE(IDC_LIST1, &Clab5Dlg::OnLbnSelchangeList1)
END_MESSAGE_MAP()


// Clab5Dlg 消息处理程序

BOOL Clab5Dlg::OnInitDialog()
{
	CDialogEx::OnInitDialog();
	ipinfo = L"127.0.0.1";
	UpdateData(FALSE);

	// 将“关于...”菜单项添加到系统菜单中。

	// IDM_ABOUTBOX 必须在系统命令范围内。
	ASSERT((IDM_ABOUTBOX & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX);
	ASSERT(IDM_ABOUTBOX < 0xF000);

	CMenu* pSysMenu = GetSystemMenu(FALSE);
	if (pSysMenu != nullptr)
	{
		BOOL bNameValid;
		CString strAboutMenu;
		bNameValid = strAboutMenu.LoadString(IDS_ABOUTBOX);
		ASSERT(bNameValid);
		if (!strAboutMenu.IsEmpty())
		{
			pSysMenu->AppendMenu(MF_SEPARATOR);
			pSysMenu->AppendMenu(MF_STRING, IDM_ABOUTBOX, strAboutMenu);
		}
	}

	// 设置此对话框的图标。  当应用程序主窗口不是对话框时，框架将自动
	//  执行此操作
	SetIcon(m_hIcon, TRUE);			// 设置大图标
	SetIcon(m_hIcon, FALSE);		// 设置小图标

	// TODO: 在此添加额外的初始化代码

	return TRUE;  // 除非将焦点设置到控件，否则返回 TRUE
}

void Clab5Dlg::OnSysCommand(UINT nID, LPARAM lParam)
{
	if ((nID & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX)
	{
		CAboutDlg dlgAbout;
		dlgAbout.DoModal();
	}
	else
	{
		CDialogEx::OnSysCommand(nID, lParam);
	}
}

// 如果向对话框添加最小化按钮，则需要下面的代码
//  来绘制该图标。  对于使用文档/视图模型的 MFC 应用程序，
//  这将由框架自动完成。

void Clab5Dlg::OnPaint()
{
	if (IsIconic())
	{
		CPaintDC dc(this); // 用于绘制的设备上下文

		SendMessage(WM_ICONERASEBKGND, reinterpret_cast<WPARAM>(dc.GetSafeHdc()), 0);

		// 使图标在工作区矩形中居中
		int cxIcon = GetSystemMetrics(SM_CXICON);
		int cyIcon = GetSystemMetrics(SM_CYICON);
		CRect rect;
		GetClientRect(&rect);
		int x = (rect.Width() - cxIcon + 1) / 2;
		int y = (rect.Height() - cyIcon + 1) / 2;

		// 绘制图标
		dc.DrawIcon(x, y, m_hIcon);
	}
	else
	{
		CDialogEx::OnPaint();
	}
}

//当用户拖动最小化窗口时系统调用此函数取得光标
//显示。
HCURSOR Clab5Dlg::OnQueryDragIcon()
{
	return static_cast<HCURSOR>(m_hIcon);
}

//计算校验和
u_short Clab5Dlg::in_cksum(u_short* addr, int len) {
	register int nleft = len;
	register u_short* w = addr;
	register u_short answer;
	register int sum = 0;

	while (nleft > 1) {
		sum += *w++;
		nleft -= 2;
	}

	if (nleft == 1) {
		u_short u = 0;

		*(u_char*)(&u) = *(u_char*)w;
		sum += u;
	}

	sum = (sum >> 16) + (sum & 0xffff);
	sum += (sum >> 16);
	answer = ~sum;
	return(answer);
}

//构造并发送ICMP ECHO请求数据包
int Clab5Dlg::SendEchoRequest(SOCKET s, LPSOCKADDR_IN lpstToAddr) {
	static ECHOREQUEST echoReq;
	static u_short nId = 1;
	static u_short nSeq = 1;
	int nRet;

	//填充ICMP请求报头
	echoReq.icmpHdr.Type = ICMP_ECHOREQ;
	echoReq.icmpHdr.Code = 0;
	echoReq.icmpHdr.Checksum = 0;
	echoReq.icmpHdr.ID = nId++;
	echoReq.icmpHdr.Seq = nSeq++;

	//填充数据
	for (nRet = 0; nRet < REQ_DATASIZE; nRet++) {
		echoReq.cData[nRet] = ' ' + nRet;
	}

	//存时间戳
	echoReq.dwTime = GetTickCount();

	//计算校验和字段
	echoReq.icmpHdr.Checksum = in_cksum((u_short*)&echoReq, sizeof(ECHOREQUEST));

	//发送回声请求
	nRet = sendto(s, (LPSTR)&echoReq, sizeof(ECHOREQUEST), 0, (LPSOCKADDR)lpstToAddr, sizeof(SOCKADDR_IN));
	if (nRet == SOCKET_ERROR) {
		tran.Format(L"sendto出错，错误码：%d", WSAGetLastError());
		pinginfo.AddString(tran);
	}
	return nRet;
}

//等待回声应答的道来
int Clab5Dlg::WaitForEchoReply(SOCKET s) {
	struct timeval Timeout;
	fd_set readfds;
	//设置读等待套接字组
	readfds.fd_count = 1;
	readfds.fd_array[0] = s;
	Timeout.tv_sec = 5;
	Timeout.tv_usec = 0;
	//等待套接字上的网络事件，返回发生网络事件的套接字数量总和，超时返回0，失败返回SOCKET_ERROR
	return(select(1, &readfds, NULL, NULL, &Timeout));
}

//接收回声应答报文
DWORD Clab5Dlg::RecvEchoReply(SOCKET s, LPSOCKADDR_IN lpsaFrom, u_char* pTTL) {
	ECHOREPLY echoReply;
	int nRet;
	int nAddrLen = sizeof(struct sockaddr_in);

	//receive the socket reply
	nRet = recvfrom(s, (LPSTR)&echoReply, sizeof(ECHOREPLY), 0, (LPSOCKADDR)lpsaFrom, &nAddrLen);
	//check return value
	if (nRet == SOCKET_ERROR) {
		tran.Format(L"recvfrom出错，错误码：%d", WSAGetLastError());
		pinginfo.AddString(tran);
	}
	//return time sent and IP TTL
	*pTTL = echoReply.ipHdr.TTL;
	return(echoReply.echoRequest.dwTime);
}

void Clab5Dlg::PING() {
	SOCKET rawSocket;
	int iResult;
	struct addrinfo* pHostAddrInfo = NULL, hints;
	DWORD dwTimeSent;
	DWORD dwElapsed;
	u_char cTTL;
	int nLoop;
	int nRet;

//	tran.Format(L"%s", pstrHost);
//	pinginfo.AddString(tran);//经检测传参成功
	//创建原始套接字
	rawSocket = socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_ICMP);
	if (rawSocket == SOCKET_ERROR) {
		tran.Format(L"套接字创建错误，错误码：%d", WSAGetLastError());
		pinginfo.AddString(tran);
		return; 
	}//经检测执行成功
	//查找目标主机地址信息
	ZeroMemory(&hints, sizeof(hints));
	hints.ai_family = AF_INET;
	hints.ai_socktype = SOCK_RAW;
	hints.ai_protocol = IPPROTO_ICMP;

	int len = WideCharToMultiByte(CP_ACP, 0, ipinfo, ipinfo.GetLength(), NULL, 0, NULL, NULL);
	char* pstrHost = new char[len + 1];
	WideCharToMultiByte(CP_ACP, 0, ipinfo, ipinfo.GetLength(), pstrHost, len, NULL, NULL);
	pstrHost[len] = '\0'; 

	iResult = getaddrinfo(pstrHost, 0, &hints, &pHostAddrInfo);
	if (iResult != 0) {
		tran.Format(L"getaddrinfo执行错误,错误码：%d", iResult);
		pinginfo.AddString(tran);
		tran.Format(L"getaddrinfo错误提示：%s", gai_strerror(iResult));
		pinginfo.AddString(tran);
		return;
	}
	//输出提示信息
	char strIP[16];
/*	printf("\nPING %s [%s] with %d bytes of data:\n",
		pstrHost, 
		inet_ntop(AF_INET, &(((sockaddr_in*)(pHostAddrInfo->ai_addr))->sin_addr), 
			strIP, 16),REQ_DATASIZE);
*/	
	tran.Format(L"PING %hs [%hs] with %d bytes of data: ",pstrHost,
		inet_ntop(AF_INET, &(((sockaddr_in*)(pHostAddrInfo->ai_addr))->sin_addr), strIP, 16),
		REQ_DATASIZE);
	pinginfo.AddString(tran);
	//多次PING操作
	for (nLoop = 0; nLoop < 4; nLoop++) {
		//发送 ICMP echo 请求报文
		SendEchoRequest(rawSocket, (sockaddr_in*)(pHostAddrInfo->ai_addr));
		
		//使用select模型来等待ICMP回声应答，选select模型是因为我们需要超时判断
		nRet = WaitForEchoReply(rawSocket);
		if (nRet == SOCKET_ERROR) {
			tran.Format(L"select（）执行出错，错误码：%d", WSAGetLastError());
			pinginfo.AddString(tran);
			break;
		}
		if (!nRet) {
			pinginfo.AddString(L"TimeOut");
			break;
		}

		//Receive reply
		dwTimeSent = RecvEchoReply(rawSocket, (sockaddr_in*)(pHostAddrInfo->ai_addr), &cTTL);

		//Calculate elapsed time
		dwElapsed = GetTickCount() - dwTimeSent;
/*		printf("\nReply from: %s: bytes=%d time=%ldms TTL=%d",
			inet_ntop(AF_INET, &(((sockaddr_in*)(pHostAddrInfo->ai_addr))->sin_addr), strIP, 16), 
			REQ_DATASIZE, dwElapsed, cTTL);
*/	
		tran.Format(L"Reply from: %hs: bytes=%d time=%ldms TTL=%d", 
			inet_ntop(AF_INET, &(((sockaddr_in*)(pHostAddrInfo->ai_addr))->sin_addr), strIP, 16),
			REQ_DATASIZE,
			dwElapsed,
			cTTL);
		pinginfo.AddString(tran);
	}		
//	printf("\n");
	freeaddrinfo(pHostAddrInfo);
	nRet = closesocket(rawSocket);
	if (nRet == SOCKET_ERROR) {
		tran.Format(L"closesocket执行出错，错误码：%d", WSAGetLastError());
		pinginfo.AddString(tran);
	}
}


void Clab5Dlg::OnBnClickedPing()
{
	UpdateData(TRUE);
	LPCSTR pstrHost = (LPCSTR)ipinfo.GetBuffer(ipinfo.GetLength());
//	pinginfo.AddString(ipinfo);//经检测传参成功

	WSADATA wsaData;
	WORD wVersionRequest = MAKEWORD(2, 2);
	int nRet;

	//初始化套接字
	nRet = WSAStartup(wVersionRequest, &wsaData);
	if (nRet) {
		pinginfo.AddString(L"Error initializing WinSock");
		return;
	}
	//核对套接字版本
	if (wsaData.wVersion != wVersionRequest) {
		pinginfo.AddString(L"WinSock version not supported");
		return;
	}
	//调用PING函数完成具体功能
	PING();
	//释放套接字
	WSACleanup();
	pinginfo.AddString(L"已为您完成PING操作");
}

//清空输入框
void Clab5Dlg::OnBnClickedClear()
{
	int itemcount =	pinginfo.GetCount();
	for (int i = 0; i < itemcount; i++)
	pinginfo.DeleteString(0);
}


void Clab5Dlg::OnEnChangeEdit1()
{
	
}


void Clab5Dlg::OnLbnSelchangeList1()
{
	
}

软件界面：

实现效果：

完结撒花！