ICMP 協定深度解析 (四)：Raw Socket 實作 Ping 與 Traceroute 基礎

Raw Socket 實作 Ping 雖較繁複，但屬標準介面，微軟長期支援，可移植。本文程式碼改編自 tangentsoft.net，大量註解並補充實作建議。需 Win2K/XP/NT + 管理員權限。

核心資料結構

struct IPHeader { BYTE h_len:4, version:4; BYTE tos; USHORT total_len, ident, flags; BYTE ttl, proto; USHORT checksum; ULONG source_ip, dest_ip; };
struct ICMPHeader { BYTE type, code; USHORT checksum, id, seq; ULONG timestamp; };

關鍵函數

• ip_checksum：計算 IP/ICMP 標頭檢查和。
• setup_for_ping：建立 SOCK_RAW/IPPROTO_ICMP Socket，setsockopt 設定 TTL，解析目標位址。
• init_ping_packet：填充 ICMP Header (Type=8, Code=0)、ID/Sequence、Timestamp。
• send_ping：sendto 發送封包。
• recv_ping：recvfrom 接收，驗證 Sequence Number 過濾雜訊。
• decode_reply：解析 IP 標頭長度、定位 ICMP 標頭、判斷 Type (0=Echo Reply, 3=Unreachable, 11=Time Exceeded) 並顯示 RTT/TTL。

Traceroute 擴充提示

修改 IP Header 的 TTL 值 (從 1 遞增)，發送 ICMP Echo Request。中繼路由器收到 TTL=0 會回傳 Type 11 (Time Exceeded)，即可取得該躍點 IP。若收到 Type 0 表示已達目的地。本程式碼架構易於擴充為完整 Traceroute。