.NET Compact Framework下的Ping(ICMP)的开发

什么是 Ping Tester?

Ping Tester是一个网络侦测工具(Diagnostics)，可以使用在Windows Mobile来检查网络的联通性。

 

简介

文本讲述了在.NET Compact Framework下ping功能的实现。 主要通过P/Invoke的方式调用ICMP相关的API来实现。 同时提供一个Windows Mobile的工具来调用Ping封装类。

 

背景

由于在3G网络下开发数据通信程序，需要验证该网络的连通性和可靠性，所以开发这个Ping封装类方便验证网络的可靠性。

 

原理

Ping(Packet InterNet Groper)是一个网络诊断工具，他的工作原理就是 发送ICMP的“echo request” 数据包到目标主机，然后监听ICMP的“echo response”回应数据包。 Ping通过度量反应时间(round-trip time, RTT)和记录所有丢包情况等信息，产生一个统计报告。下面是我电脑ping博客园的例子，请大家看看本人的网络是如何的不可靠，生活在水深火热的中，写Blog常常断网。

C:\>ping cnblogs.com

Pinging cnblogs.com [222.92.117.56] with 32 bytes of data:

Request timed out.
Request timed out.
Reply from 222.92.117.56: bytes=32 time=360ms TTL=108
Reply from 222.92.117.56: bytes=32 time=359ms TTL=108

Ping statistics for 222.92.117.56:
    Packets: Sent = 4, Received = 2, Lost = 2 (50% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
    Minimum = 359ms, Maximum = 360ms, Average = 359ms

ping的详细介绍可以参考这篇文章 http://en.wikipedia.org/wiki/Ping

 

解决方案

从上述的原理可知，对ping的开发其实就是对ICMP协议的开发。Internet Control Message Protocol (ICMP) 是网络层的协议，其负责网络主机之间的控制流信息，错误消息，路由信息以及其他数据的传输。关于 ICMP的详细介绍 可以参考这篇文章Internet Control Message Protocol (ICMP)

进行ICMP的开发，主要有以下几个API：
IcmpCreateFile     生成发送ICMP请求的句柄。
IcmpSendEcho2   发送ICMP请求，并得到回应信息。
IcmpCloseHandle  关闭IcmpCreateFile生成的句柄。

下面为这些API的P/Invoke

[DllImport("iphlpapi.dll")]
internal static extern IntPtr IcmpCreateFile();

[DllImport("iphlpapi.dll")]
internal static extern uint IcmpSendEcho2(IntPtr icmpHandle, IntPtr Event, IntPtr apcRoutine, IntPtr apcContext, uint ipAddress, IntPtr data, ushort dataSize, ref IPOptions options, IntPtr replyBuffer, uint replySize, uint timeout);

[DllImport("iphlpapi")]
internal static extern bool IcmpCloseHandle(IntPtr handle);

通过参考Smart Device Framework 1.4源代码，我实现了一个Ping的封装类， Smart Device Framework 1.4可以在下面链接下载 http://www.opennetcf.com/Products/SmartDeviceFramework/tabid/65/Default.aspx

public IcmpEchoReply Send(IPAddress address, int timeout)
{
    if (handle == IntPtr.Zero)
    {
        handle = IcmpCreateFile();
    } 

    if (replyBuffer == IntPtr.Zero)
    {
        replyBuffer = LocalAlloc(LPTR, (uint)0xffff);
    } 

    requestBuffer = LocalAlloc(LPTR, (uint)SendBuffer.Length);
    Marshal.Copy(SendBuffer, 0, requestBuffer, SendBuffer.Length); 

    uint ip = BitConverter.ToUInt32(address.GetAddressBytes(), 0); 

    IPOptions option = new IPOptions(null as PingOptions); 

    IcmpSendEcho2(handle, IntPtr.Zero, IntPtr.Zero, IntPtr.Zero, ip, requestBuffer, (ushort)SendBuffer.Length, ref option, replyBuffer, 0xffff, (uint)timeout);
    if (requestBuffer != IntPtr.Zero)
    {
        LocalFree(requestBuffer);
        requestBuffer = IntPtr.Zero;
    }
    return Marshal.PtrToStructure(replyBuffer, typeof(IcmpEchoReply)) as IcmpEchoReply;
}

上面是发送ICMP请求的核心代码，代码的逻辑是 先生成一个ICMP句柄，为返回结果包分配内存，对发送包进行赋值。然后发送ICMP请求，并等待回应。当接收到回应时把回应的数据包赋值到IcmpEchoReply结构体里面。回应信息可以通过IcmpEchoReply结构体取出。IcmpEchoReply信息可参考下面的客户端代码。

 

客户端

IcmpEchoReply reply = ping.Send(ip);
if (reply.status == (uint)IPStatus.Success)
{
    IPAddress addr = new IPAddress(reply.address);
    ShowMessage(String.Format("Reply from {0}: Echo size={1} time<{2}ms TTL={3}", addr, reply.dataSize, reply.roundTripTime, reply.ttl));
}
else
{
    IPStatus ipStatus = (IPStatus)reply.status;
    ShowMessage(String.Format("PING: transmit failed, error code {0}, {1}", reply.status.ToString(), ipStatus));
}

客户端调用的时候只需要调用Send()方法，然后分析IcmpEchoReply的结果。

图1

为了提高可用性，增加对域名的支持。

IPAddress address = null;
IPAddress[] addressList = null;
try
{
    address = IPAddress.Parse(uri);
}
catch
{
    try
    {
        IPHostEntry entry = Dns.GetHostEntry(uri);
        addressList = entry.AddressList;
    }
    catch (Exception ex)
    {
        ShowMessage(String.Format("Ping request could not find host {0}. Please check the name and try again. {1}", textBoxAddress.Text, ex.Message));
    }
} 

if (address != null)
{
    ShowMessage(String.Format("Pinging Host {0}", uri));
    Ping(address);
}
else
{
    for (int i = 0; i < addressList.Length; ++i)
    {
        ShowMessage(String.Format("Pinging Host {0} [{1}]", uri, addressList[i]));
        Ping(addressList[i]);
    }
}

当用户输入不是IP地址的时候，会对域名进行解释，把该域名的所对应的所有IP解释出来，存放到addressList里面，然后对每个IP进行Ping。
下面为ping www.google.com的例子，http://www.google.com/对应3个不同的IP。

图2

源代码：PingTester.rar

运行环境：VS2008 + Windows Mobile 6 Professional SDK  + CF.NET 2.0