Windows兼容XP-Win10的CPing工具类(兼容Linux)

// PingUtil.h : Include file for standard system include files,
// or project specific include files.
#pragma once
#include <iostream>
// TODO: Reference additional headers your program requires here.
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#ifdef TARGET_HOST_POSIX_X11
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <netinet/ip_icmp.h>
#include <netdb.h>
#include <setjmp.h>
#include <errno.h>
#include <sys/time.h>
#include <string.h>
#define PACKET_SIZE     4096
#define MAX_WAIT_TIME   5
#define MAX_NO_PACKETS  3
#else
#include <winsock2.h>
#include <iphlpapi.h>
#include <icmpapi.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
#endif
#include <errno.h>
class PintUtil
{
public:
#ifdef TARGET_HOST_POSIX_X11
    PintUtil() {}
    virtual ~PintUtil() {};
    char sendpacket[PACKET_SIZE];
    char recvpacket[PACKET_SIZE];
    int sockfd, datalen = 56;
    int nsend = 0, nreceived = 0;
    struct sockaddr_in dest_addr;
    pid_t pid;
    struct sockaddr_in from;
    struct timeval tvrecv;
    //static void statistics(int signo)
    //{
        //printf("\n--------------------PING statistics-------------------\n");
        //printf("%d packets transmitted, %d received , %%%d lost\n", nsend, nreceived, (nsend - nreceived) / nsend * 100);
        //close(sockfd);
        //exit(1);
    //}
    /*校验和算法*/
    unsigned short cal_chksum(unsigned short* addr, int len)
    {
        int nleft = len;
        int sum = 0;
        unsigned short* w = addr;
        unsigned short answer = 0;
        /*把ICMP报头二进制数据以2字节为单位累加起来*/
        while (nleft > 1)
        {
            sum += *w++;
            nleft -= 2;
        }
        /*若ICMP报头为奇数个字节，会剩下最后一字节。把最后一个字节视为一个2字节数据的高字节，这个2字节数据的低字节为0，继续累加*/
        if (nleft == 1)
        {
            *(unsigned char*)(&answer) = *(unsigned char*)w;
            sum += answer;
        }
        sum = (sum >> 16) + (sum & 0xffff);
        sum += (sum >> 16);
        answer = ~sum;
        return answer;
    }
    /*设置ICMP报头*/
    int pack(int pack_no)
    {
        int i, packsize;
        struct icmp* icmp;
        struct timeval* tval;
        icmp = (struct icmp*)sendpacket;
        icmp->icmp_type = ICMP_ECHO;
        icmp->icmp_code = 0;
        icmp->icmp_cksum = 0;
        icmp->icmp_seq = pack_no;
        icmp->icmp_id = pid;
        packsize = 8 + datalen;
        tval = (struct timeval*)icmp->icmp_data;
        gettimeofday(tval, NULL);    /*记录发送时间*/
        icmp->icmp_cksum = cal_chksum((unsigned short*)icmp, packsize); /*校验算法*/
        return packsize;
    }
    /*发送三个ICMP报文*/
    void send_packet()
    {
        int packetsize;
        while (nsend < MAX_NO_PACKETS)
        {
            nsend++;
            packetsize = pack(nsend); /*设置ICMP报头*/
            if (sendto(sockfd, sendpacket, packetsize, 0, (struct sockaddr*)&dest_addr, sizeof(dest_addr)) < 0)
            {
                perror("sendto error");
                continue;
            }
            sleep(1); /*每隔一秒发送一个ICMP报文*/
        }
    }
    /*接收所有ICMP报文*/
    void recv_packet()
    {
        int n, fromlen;
        //extern int errno;
        //signal(SIGALRM, statistics);
        fromlen = sizeof(from);
        while (nreceived < nsend)
        {
            alarm(MAX_WAIT_TIME);
            if ((n = recvfrom(sockfd, recvpacket, sizeof(recvpacket), 0, (struct sockaddr*)&from, (socklen_t*)&fromlen)) < 0)
            {
                if (errno == EINTR)continue;
                perror("recvfrom error");
                continue;
            }
            gettimeofday(&tvrecv, NULL);  /*记录接收时间*/
            if (unpack(recvpacket, n) == -1)continue;
            nreceived++;
        }
    }
    /*剥去ICMP报头*/
    int unpack(char* buf, int len)
    {
        int i, iphdrlen;
        struct ip* ip;
        struct icmp* icmp;
        struct timeval* tvsend;
        double rtt;
        ip = (struct ip*)buf;
        iphdrlen = ip->ip_hl << 2;    /*求ip报头长度,即ip报头的长度标志乘4*/
        icmp = (struct icmp*)(buf + iphdrlen);  /*越过ip报头,指向ICMP报头*/
        len -= iphdrlen;            /*ICMP报头及ICMP数据报的总长度*/
        if (len < 8)                /*小于ICMP报头长度则不合理*/
        {
            printf("ICMP packets/'s length is less than 8\n");
            return -1;
        }
        /*确保所接收的是我所发的的ICMP的回应*/
        if ((icmp->icmp_type == ICMP_ECHOREPLY) && (icmp->icmp_id == pid))
        {
            tvsend = (struct timeval*)icmp->icmp_data;
            tv_sub(&tvrecv, tvsend);  /*接收和发送的时间差*/
            rtt = tvrecv.tv_sec * 1000 + tvrecv.tv_usec / 1000;  /*以毫秒为单位计算rtt*/
            /*显示相关信息*/
            printf("%d byte from %s: icmp_seq=%u ttl=%d rtt=%.3f ms\n",
                len,
                inet_ntoa(from.sin_addr),
                icmp->icmp_seq,
                ip->ip_ttl,
                rtt);
        }
        else    return -1;
    }
    int test_main(int argc, char* argv[])
    {
        struct hostent* host;
        struct protoent* protocol;
        unsigned long inaddr = 0l;
        int waittime = MAX_WAIT_TIME;
        int size = 50 * 1024;
        if (argc < 2)
        {
            printf("usage:%s hostname/IP address\n", argv[0]);
            exit(1);
        }
        if ((protocol = getprotobyname("icmp")) == NULL)
        {
            perror("getprotobyname");
            exit(1);
        }
        /*生成使用ICMP的原始套接字,这种套接字只有root才能生成*/
        if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_RAW, protocol->p_proto)) < 0)
        {
            perror("socket error");
            exit(1);
        }
        /* 回收root权限,设置当前用户权限*/
        setuid(getuid());
        /*
        * 扩大套接字接收缓冲区到50K这样做主要为了减小接收缓冲区溢出的
        * 的可能性,若无意中ping一个广播地址或多播地址,将会引来大量应答
        * */
        setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &size, sizeof(size));
        memset(&dest_addr, 0, sizeof(dest_addr));
        dest_addr.sin_family = AF_INET;
        /*判断是主机名还是ip地址*/
        if (inaddr = inet_addr(argv[1]) == INADDR_NONE)
        {
            if ((host = gethostbyname(argv[1])) == NULL) /*是主机名*/
            {
                perror("gethostbyname error");
                exit(1);
            }
            memcpy((char*)&dest_addr.sin_addr, host->h_addr, host->h_length);
        }
        else    /*是ip地址*/
            memcpy((char*)&dest_addr, (char*)&inaddr, host->h_length);
        /*获取main的进程id,用于设置ICMP的标志符*/
        pid = getpid();
        printf("PING %s(%s): %d bytes data in ICMP packets.\n", argv[1], inet_ntoa(dest_addr.sin_addr), datalen);
        send_packet();  /*发送所有ICMP报文*/
        recv_packet();  /*接收所有ICMP报文*/
        //statistics(SIGALRM); /*进行统计*/
        return 0;
    }
    /*两个timeval结构相减*/
    void tv_sub(struct timeval* out, struct timeval* in)
    {
        if ((out->tv_usec -= in->tv_usec) < 0)
        {
            --out->tv_sec;
            out->tv_usec += 1000000;
        }
        out->tv_sec -= in->tv_sec;
    }
    /*发送一个ICMP报文*/
    bool send_once_packet()
    {
        int packetsize;
        while (nsend < 1)
        {
            nsend++;
            packetsize = pack(nsend); /*设置ICMP报头*/
            if (sendto(sockfd, sendpacket, packetsize, 0, (struct sockaddr*)&dest_addr, sizeof(dest_addr)) < 0)
            {
                perror("sendto error");
                return false;
            }
            return true;
        }
        return false;
    }
    /*接收一个ICMP报文*/
    bool recv_once_packet()
    {
        int n, fromlen;
        fromlen = sizeof(from);
        while (nreceived < nsend)
        {
            //sleep(1);
            if ((n = recvfrom(sockfd, recvpacket, sizeof(recvpacket), 0, (struct sockaddr*)&from, (socklen_t*)&fromlen)) < 0)
            {
                perror("recvfrom error");
                return false;
            }
            gettimeofday(&tvrecv, NULL);  /*记录接收时间*/
            if (unpack(recvpacket, n) == -1)
            {
                return false;
            }
            return true;
        }
        return false;
    }
    static bool Ping(const std::string& ip)
    {
        PintUtil pu = PintUtil();
        bool result = false;
        struct hostent* host;
        struct protoent* protocol;
        unsigned long inaddr = 0l;
        int waittime = MAX_WAIT_TIME;
        int size = 50 * 1024;
        if ((protocol = getprotobyname("icmp")) == NULL)
        {
            perror("getprotobyname");
            exit(1);
        }
        /*生成使用ICMP的原始套接字,这种套接字只有root才能生成*/
        if ((pu.sockfd = socket(AF_INET, SOCK_RAW, protocol->p_proto)) < 0)
        {
            perror("socket error");
            exit(1);
        }
        /* 回收root权限,设置当前用户权限*/
        setuid(getuid());
        /*
        * 扩大套接字接收缓冲区到50K这样做主要为了减小接收缓冲区溢出的
        * 的可能性,若无意中ping一个广播地址或多播地址,将会引来大量应答
        * */
        setsockopt(pu.sockfd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &size, sizeof(size));
        memset(&pu.dest_addr, 0, sizeof(dest_addr));
        pu.dest_addr.sin_family = AF_INET;
        /*判断是主机名还是ip地址*/
        if (inet_pton(AF_INET, ip.c_str(), &pu.dest_addr.sin_addr) == 0)
        {
            if ((host = gethostbyname(ip.c_str())) == NULL) /*是主机名*/
            {
                perror("gethostbyname error");
                exit(1);
            }
            memcpy((char*)&pu.dest_addr.sin_addr, host->h_addr, host->h_length);
        }
        /*获取main的进程id,用于设置ICMP的标志符*/
        pu.pid = getpid();
        printf("PING %s(%s): %d bytes data in ICMP packets.\n", ip.c_str(), inet_ntoa(pu.dest_addr.sin_addr), pu.datalen);
        return ((pu.send_once_packet() == true) && (pu.recv_once_packet() == true));
    }
#else
typedef HANDLE(WINAPI*PFN_IcmpCreateFile)();
typedef DWORD(WINAPI*PFN_IcmpSendEcho)(
    HANDLE                 IcmpHandle,
    IPAddr                 DestinationAddress,
    LPVOID                 RequestData,
    WORD                   RequestSize,
    PIP_OPTION_INFORMATION RequestOptions,
    LPVOID                 ReplyBuffer,
    DWORD                  ReplySize,
    DWORD                  Timeout
    );
typedef DWORD(WINAPI*PFN_IcmpParseReplies)(
    LPVOID ReplyBuffer,
    DWORD  ReplySize
    );
typedef BOOL(WINAPI*PFN_IcmpCloseHandle)(
    HANDLE IcmpHandle
    );
PintUtil() {
    hModule = GetModuleHandle(TEXT("IPHLPAPI"));
    if (hModule == nullptr)
    {
        hModule = LoadLibrary(TEXT("IPHLPAPI"));
        if (hModule != nullptr)
        {
            bLoad = true;
        }
        else
        {
            hModule = GetModuleHandle(TEXT("ICMP"));
            if (hModule == nullptr)
            {
                hModule = LoadLibrary(TEXT("ICMP"));
                if (hModule != nullptr)
                {
                    bLoad = true;
                }
            }
        }
    }
    if (hModule != nullptr)
    {
        fnIcmpCreateFile = (PFN_IcmpCreateFile)GetProcAddress(hModule, "IcmpCreateFile");
        fnIcmpSendEcho = (PFN_IcmpSendEcho)GetProcAddress(hModule, "IcmpSendEcho");
        fnIcmpParseReplies = (PFN_IcmpParseReplies)GetProcAddress(hModule, "IcmpParseReplies");
        fnIcmpCloseHandle = (PFN_IcmpCloseHandle)GetProcAddress(hModule, "IcmpCloseHandle");
    }
}
virtual ~PintUtil() {
    if (bLoad == true)
    {
        fnIcmpCreateFile = nullptr;
        fnIcmpSendEcho = nullptr;
        fnIcmpParseReplies = nullptr;
        fnIcmpCloseHandle = nullptr;
        FreeLibrary(hModule);
        hModule = nullptr;
        bLoad = false;
    }
};
private:
    bool bLoad = false;
    HMODULE hModule = nullptr;
    PFN_IcmpCreateFile fnIcmpCreateFile = nullptr;
    PFN_IcmpSendEcho fnIcmpSendEcho = nullptr;
    PFN_IcmpParseReplies fnIcmpParseReplies = nullptr;
    PFN_IcmpCloseHandle fnIcmpCloseHandle = nullptr;
    bool IsAvailable()
    {
        return ((fnIcmpCreateFile != nullptr) && (fnIcmpSendEcho != nullptr) && (fnIcmpParseReplies != nullptr) && (fnIcmpCloseHandle != nullptr));
    }
public:
    static bool Ping(const std::string& ip)
    {
        PintUtil pu = PintUtil();
        bool result = false;
        DWORD dwRet = 0;
        // Declare and initialize variables
        HANDLE hIcmpFile = INVALID_HANDLE_VALUE;
        unsigned long ipaddr = INADDR_NONE;
        char SendData[4] = "ACK";
        DWORD ReplySize = sizeof(ICMP_ECHO_REPLY) + sizeof(SendData);
        BYTE ReplyBuffer[sizeof(ICMP_ECHO_REPLY) + sizeof(SendData)] = { 0 };
        if (pu.IsAvailable())
        {
            // Validate the parameters
            ipaddr = inet_addr(ip.c_str());
            if (ipaddr == INADDR_NONE) {
                return false;
            }
            hIcmpFile = pu.fnIcmpCreateFile();
            if (hIcmpFile != INVALID_HANDLE_VALUE)
            {
                dwRet = pu.fnIcmpSendEcho(hIcmpFile, ipaddr, SendData, sizeof(SendData), NULL, ReplyBuffer, ReplySize, 1000);
                if (dwRet != 0)
                {
                    PICMP_ECHO_REPLY pEchoReply = (PICMP_ECHO_REPLY)ReplyBuffer;
                    if (pEchoReply->Status == IP_SUCCESS)
                    {
                        result = true;
                    }
                }
                pu.fnIcmpCloseHandle(hIcmpFile);
            }
        }
        return result;
    }
#endif
};