ping的使用与实现原理剖析
时间：2023-02-20 09:22:01 | 来源：建站知识
时间：2023-02-20 09:22:01 来源：建站知识
ping的使用与实现原理剖析：
ping简介
在诊断网络问题时，我们经常会使用ping命令。它可以快速告诉我们，某个域名是否可以可以访问，访问延时高不高。
虽然在网络日益复杂的今天，一台主机是否能够ping通，跟该主机是否能够连接上并没有必然的联系，但很多时候还是能够帮助我们发现不少的问题。
举个例子，广大IT群众最喜欢用百度来测试网络情况，用的就是ping。
➜ ~ ping www.baidu.comPING www.a.shifen.com (14.215.177.38): 56 data bytes64 bytes from 14.215.177.38: icmp_seq=0 ttl=55 time=7.146 ms64 bytes from 14.215.177.38: icmp_seq=1 ttl=55 time=7.228 ms64 bytes from 14.215.177.38: icmp_seq=2 ttl=55 time=7.018 ms64 bytes from 14.215.177.38: icmp_seq=3 ttl=55 time=7.243 ms^C--- www.a.shifen.com ping statistics ---4 packets transmitted, 4 packets received, 0.0% packet lossround-trip min/avg/max/stddev = 7.018/7.159/7.243/0.089 msping输出分析
前面例子中，ping输出的内容包含三部分：
输出一：ping的主机对应的IP地址（进行了DNS解析），向该主机发送的数据包的大小（56字节）。
PING www.a.shifen.com (14.215.177.38): 56 data bytes输出二：来自主机的响应信息。
- icmp_seq：序列号，表示第几个个响应包（递增的数字）。
- time：请求往返耗时。
- ttl：IP数据报的ttl设置。
- 64 bytes：响应的数据包大小是64字节。
64 bytes from 14.215.177.38: icmp_seq=0 ttl=55 time=7.146 ms64 bytes from 14.215.177.38: icmp_seq=1 ttl=55 time=7.228 ms64 bytes from 14.215.177.38: icmp_seq=2 ttl=55 time=7.018 ms64 bytes from 14.215.177.38: icmp_seq=3 ttl=55 time=7.243 ms输出三：ping整体请求/响应概览。
- 一共发送了4个ping请求，收到4个ping响应，丢包率是0%。
- 最小/平均/最大往返时间：7.018/7.159/7.243 ms。
--- www.a.shifen.com ping statistics ---4 packets transmitted, 4 packets received, 0.0% packet lossround-trip min/avg/max/stddev = 7.018/7.159/7.243/0.089 ms实现原理
ping命令主要基于ICMP（Internet Control Message Protocol）实现，它包含了两部分：客户端、服务器。
- 客户端：向服务端发送ICMP回显请求报文（echo message）。
- 服务端：向客户端返回ICMP回西显响应报文（echo reply message）。
ICMP报文通用格式如下：
- 类型：1个字节。8表示回显请求报文，0表示回显响应报文。
- 代码：1个字节。回显请求报文、回显响应报文 时均为0。
- 校验和：2个字节。非重点，略过。
- 标识符：2个字节。发送ICMP报文的客户端进程的id，服务端会回传给客户端。因为同一个客户端可能同时运行多个ping程序，这样客户端收到回西显报文，可以知道是响应给哪个客户端进程的。
- 序列号：2个字节。从0开始，客户端每次发送新的回显请求时+1。服务端原样会传。
- 数据：6个字节。客户端记录回显请求的发送时间，服务端记录回西显响应的发送时间
wireshark抓包分析
以前面ping百度为例，下面是wireshark的抓包截图。可以看到，包含了4组请求、响应。
看下第1个回显请求。类型为8，代码为0，序列号为0，标识符为发送进程的id。
再看下第1个回显响应。类型为0，代码为0，序列号、标识符与回显请求的一致。
最后看下回显请求->响应的耗时间。请求发送时间为 May 13, 2018 18:59:14.022371000 CST，请求->响应的往返耗时为 7.092毫秒。
其他3组数据可参照上面的方法进行分析。
写在后面
ping是很常用的网络监测手段，开发者有必要掌握它的用法，以及懂得如何分析它的输出结果。
此外，对于时长需要跟网络打交道的开发者来说，最好还能掌握ping的实现原理，这样在遇到棘手的网络问题时，能够有更清晰的解决问题的思路。
比如，因为不恰当的设置，导致云主机服务能正常访问，但却死活ping不通，这个时候对实现细节的了解就派上用场了。
最后，文章内容如有错漏，敬请指出。
相关链接
Echo or Echo Reply Message
https://tools.ietf.org/html/rfc792
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