Python实现PING命令的示例代码

一、PING简介

PING（Packet Internet Grope），也称因特网包探索器。PING使用ICMP回送（ECHO）请求和回送（ECHO）应答报文，一般用于测试网络连通性，统计往返时间、丢包率等。PING UNIX命令格式如下：

ping [ - Rdfnqrv ] [ - c count ] [ - i wait ] [ - l preload ] [ - p pattern ] [ - s packetsize ] host

如果目标主机正在运行并连在网络上，它就会对ICMP ECHO请求报文进行应答。每个ICMP ECHO请求报文包含一个IP和ICMP报文收不，后紧跟一个timeval结构，以及用来填充这个报文的填充字节。

缺省情况下，PING连续发送ICMP ECHO请求报文，直到收到中断信号（Ctrl - C）。PING命令每秒发送一个报文，并且在程序结束是显示一个简要总结。PING命令在程序超时或接收到中断信号时结束。host参数可以是有效的主机名或IP地址。

报文结构如下：

二、代码实现        

# encoding:utf-8
import time
import struct
import socket
import select

def chesksum(data):
   n = len(data)
   m = n ％ 2
   sum = 0
   for i in range(0, n - m ,2):
       sum += (data[i]) + ((data[i+1]) << 8)#传入data以每两个字节（十六进制）通过ord转十进制，第一字节在低位，第二个字节在高位
   if m:
       sum += (data[-1])
   #将高于16位与低16位相加
   sum = (sum >> 16) + (sum & 0xffff)
   sum += (sum >> 16) #如果还有高于16位，将继续与低16位相加
   answer = ~sum & 0xffff
   #  主机字节序转网络字节序列（参考小端序转大端序）
   answer = answer >> 8 | (answer << 8 & 0xff00)
   return answer

def request_ping(data_type,data_code,data_checksum,data_ID,data_Sequence,payload_body):
   #  把字节打包成二进制数据
   icmp_packet = struct.pack('>BBHHH32s',data_type,data_code,data_checksum,data_ID,data_Sequence,payload_body)
   icmp_chesksum = chesksum(icmp_packet)  #获取校验和
   #  把校验和传入，再次打包
   icmp_packet = struct.pack('>BBHHH32s',data_type,data_code,icmp_chesksum,data_ID,data_Sequence,payload_body)
   return icmp_packet

def raw_socket(dst_addr,icmp_packet):
   '''
      连接套接字,并将数据发送到套接字
   '''
   #实例化一个socket对象，ipv4，原套接字，分配协议端口
   rawsocket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_RAW,socket.getprotobyname("icmp"))
   #记录当前请求时间
   send_request_ping_time = time.time()
   #发送数据到网络
   rawsocket.sendto(icmp_packet,(dst_addr,80))
   #返回数据
   return send_request_ping_time,rawsocket,dst_addr

def reply_ping(send_request_ping_time,rawsocket,data_Sequence,timeout = 2):
   while True:
       #开始时间
       started_select = time.time()
       #实例化select对象，可读rawsocket，可写为空，可执行为空，超时时间
       what_ready = select.select([rawsocket], [], [], timeout)
       #等待时间
       wait_for_time = (time.time() - started_select)
       #没有返回可读的内容，判断超时
       if what_ready[0] == []:  # Timeout
           return -1
       #记录接收时间
       time_received = time.time()
       #设置接收的包的字节为1024
       received_packet, addr = rawsocket.recvfrom(1024)
       #获取接收包的icmp头
       #print(icmpHeader)
       icmpHeader = received_packet[20:28]
       #反转编码
       type, code, checksum, packet_id, sequence = struct.unpack(
           ">BBHHH", icmpHeader
       )

if type == 0 and sequence == data_Sequence:
           return time_received - send_request_ping_time

#数据包的超时时间判断
       timeout = timeout - wait_for_time
       if timeout <= 0:
           return -1
def dealtime(dst_addr,sumtime,shorttime,longtime,accept,i,time):
   sumtime += time
   print(sumtime)
   if i == 4:
       print("{0}的Ping统计信息：".format(dst_addr))
       print("数据包：已发送={0},接收={1}，丢失={2}（{3}％丢失），\n往返行程的估计时间（以毫秒为单位）：\n\t最短={4}ms，最长={5}ms，平均={6}ms".format(i+1,accept,i+1-accept,(i+1-accept)/(i+1)*100,shorttime,longtime,sumtime))
def ping(host):
   send, accept, lost = 0, 0, 0
   sumtime, shorttime, longtime, avgtime = 0, 1000, 0, 0
   #TODO icmp数据包的构建
   data_type = 8 # ICMP Echo Request
   data_code = 0 # must be zero
   data_checksum = 0 # "...with value 0 substituted for this field..."
   data_ID = 0 #Identifier
   data_Sequence = 1 #Sequence number
   payload_body = b'abcdefghijklmnopqrstuvwabcdefghi' #data

# 将主机名转ipv4地址格式，返回以ipv4地址格式的字符串，如果主机名称是ipv4地址，则它将保持不变
   dst_addr = socket.gethostbyname(host)
   print("正在 Ping {0} [{1}] 具有 32 字节的数据:".format(host,dst_addr))
   for i in range(0,4):
       send = i + 1
       #请求ping数据包的二进制转换
       icmp_packet = request_ping(data_type,data_code,data_checksum,data_ID,data_Sequence + i,payload_body)
       #连接套接字,并将数据发送到套接字
       send_request_ping_time,rawsocket,addr = raw_socket(dst_addr,icmp_packet)
       #数据包传输时间
       times = reply_ping(send_request_ping_time,rawsocket,data_Sequence + i)
       if times > 0:
           print("来自 {0} 的回复: 字节=32 时间={1}ms".format(addr,int(times*1000)))

accept += 1
           return_time = int(times * 1000)
           sumtime += return_time
           if return_time > longtime:
               longtime = return_time
           if return_time < shorttime:
               shorttime = return_time
           time.sleep(0.7)
       else:
           lost += 1
           print("请求超时。")

if send == 4:
           print("{0}的Ping统计信息:".format(dst_addr))
           print("\t数据包：已发送={0},接收={1}，丢失={2}（{3}％丢失），\n往返行程的估计时间（以毫秒为单位）：\n\t最短={4}ms，最长={5}ms，平均={6}ms".format(
               i + 1, accept, i + 1 - accept, (i + 1 - accept) / (i + 1) * 100, shorttime, longtime, sumtime/send))

if __name__ == "__main__":
   i = input("请输入要ping的主机或域名\n")
   ping(i)

三、结果显示

D:\Miniconda3\python.exe D:/网络协议分析与设计/实验/ping/ping.py
请输入要ping的主机或域名
www.baidu.com
正在 Ping www.baidu.com [14.215.177.39] 具有 32 字节的数据:
来自 14.215.177.39 的回复: 字节=32 时间=34ms
来自 14.215.177.39 的回复: 字节=32 时间=26ms
来自 14.215.177.39 的回复: 字节=32 时间=32ms
来自 14.215.177.39 的回复: 字节=32 时间=28ms
14.215.177.39的Ping统计信息:
    数据包：已发送=4,接收=4，丢失=0（0.0％丢失），
往返行程的估计时间（以毫秒为单位）：
    最短=26ms，最长=34ms，平均=30.0ms
 
Process finished with exit code 0

来源：https://blog.csdn.net/Small_Teenager/article/details/122123299