پکت ICMP چیست؟

پکت پینگ یک بسته کوچک اطلاعاتی است که با استفاده از پروتکل ICMP (Internet Control Message Protocol) به مقصد ارسال می‌شود و منتظر پاسخ می‌ماند. این فرآیند به شما کمک می‌کند تا دسترسی به یک مقصد خاص را بررسی کنید و زمان رفت و برگشت (Round-Trip Time) را اندازه‌گیری کنید.

ارسال پکت پینگ به صورت اتوماتیک با دستور ping

ارسال پکت پینگ با دستور ping ساده‌ترین و متداول‌ترین روش است. این دستور به صورت پیش‌فرض در اکثر سیستم‌عامل‌ها وجود دارد.

ping 8.8.8.8

در این مثال، دستور ping یک سری پکت پینگ به آدرس IP 8.8.8.8 (سرور DNS گوگل) ارسال می‌کند. نتیجه چیزی شبیه به این خواهد بود:

PING 8.8.8.8: 56 data bytes
64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=0 ttl=119 time=14.6 ms
64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=1 ttl=119 time=14.3 ms
64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=2 ttl=119 time=14.4 ms

در اینجا:

• icmp_seq: شماره توالی پکت.
• ttl: زمان باقی‌مانده تا پکت حذف شود.
• time: زمان رفت و برگشت پکت از دستگاه شما به مقصد و برگشت به شما.

اجزای یک پکت پینگ

پکت پینگ شامل سه بخش اصلی است:

1. هدر IP (IP Header):
   • این بخش شامل اطلاعات مسیریابی پکت است، مانند آدرس IP مبدا و مقصد، نسخه پروتکل IP (معمولاً IPv4)، و TTL (Time to Live) که مشخص می‌کند پکت چند هاپ می‌تواند طی کند قبل از اینکه از بین برود.
2. هدر ICMP (ICMP Header):
   • هدر ICMP شامل اطلاعاتی مانند نوع پیام (مثلاً Echo Request)، کد، شناسه، شماره توالی، و Checksum برای بررسی صحت داده‌ها است.
3. داده‌ها (Payload):
   • این بخش شامل داده‌های واقعی است که می‌تواند پیام‌های کوتاه یا بایت‌های تصادفی باشد. هدف از ارسال این داده‌ها، پر کردن پکت و اندازه‌گیری RTT است.

ارسال پکت پینگ به صورت دستی

اگر می‌خواهید عمیق‌تر به مفاهیم شبکه وارد شوید و پکت پینگ را به صورت دستی ارسال کنید، باید از برنامه‌نویسی سطح پایین استفاده کنید. در این بخش، نحوه ایجاد و ارسال یک پکت پینگ به صورت دستی را با استفاده از Python بررسی می‌کنیم.

مراحل ارسال پکت پینگ به صورت دستی

1. ساخت هدر IP:
   • این هدر شامل اطلاعات ضروری برای مسیریابی پکت در شبکه است، مانند آدرس IP مبدا و مقصد، TTL، و دیگر جزئیات.
2. ساخت هدر ICMP:
   • در این مرحله، هدر ICMP ساخته می‌شود که شامل نوع پیام (مثلاً Echo Request)، شناسه، شماره توالی، و Checksum برای اطمینان از صحت داده‌ها است.
3. اضافه کردن داده‌ها:
   • داده‌هایی مانند یک سری کاراکترهای تصادفی یا یک پیام کوتاه به پکت اضافه می‌شود.
4. محاسبه Checksum:
   • Checksum یک مقدار کنترلی است که برای بررسی صحت داده‌ها در طول مسیر استفاده می‌شود. این مقدار باید برای هر دو هدر IP و ICMP محاسبه شود.
5. ارسال پکت:
   • در نهایت، از یک سوکت خام (Raw Socket) برای ارسال پکت به مقصد استفاده می‌کنیم. در سیستم‌های یونیکس مانند لینوکس یا macOS، این کار به راحتی انجام می‌شود.

مثال: ارسال پکت پینگ دستی با Python

در این مثال، از Python برای ایجاد و ارسال یک پکت پینگ به صورت دستی استفاده می‌کنیم:

import socket
import struct
import time
import os

def checksum(source_string):
    count_to = (len(source_string) // 2) * 2
    total = 0
    count = 0
    
    while count < count_to:
        this_val = source_string[count + 1] * 256 + source_string[count]
        total = total + this_val
        total = total & 0xffffffff
        count = count + 2

    if count_to < len(source_string):
        total = total + source_string[len(source_string) - 1]
        total = total & 0xffffffff

    total = (total >> 16) + (total & 0xffff)
    total = total + (total >> 16)
    answer = ~total
    answer = answer & 0xffff
    answer = answer >> 8 | (answer << 8 & 0xff00)
    return answer

def create_icmp_packet(identifier, sequence_number, data):
    header = struct.pack('bbHHh', 8, 0, 0, identifier, sequence_number)
    payload = data.encode('utf-8')
    checksum_val = checksum(header + payload)
    header = struct.pack('bbHHh', 8, 0, checksum_val, identifier, sequence_number)
    return header + payload

def send_ping(dest_addr, timeout=1):
    icmp_proto = socket.getprotobyname('icmp')
    with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_RAW, icmp_proto) as sock:
        sock.settimeout(timeout)
        identifier = os.getpid() & 0xFFFF
        sequence_number = 1
        data = "abcdefghijklmnopqrstuvwabcdefghi"
        packet = create_icmp_packet(identifier, sequence_number, data)
        start_time = time.time()
        sock.sendto(packet, (dest_addr, 1))
        
        try:
            response, _ = sock.recvfrom(1024)
            end_time = time.time()
            elapsed_time = (end_time - start_time) * 1000
            print(f'Received ping response from {dest_addr} in {elapsed_time:.2f} ms')
        except socket.timeout:
            print('Request timed out')

send_ping('8.8.8.8')

چگونه کار می‌کند؟

این کد با استفاده از سوکت خام، پکت پینگ را به مقصد مورد نظر ارسال می‌کند. ابتدا، پکت با استفاده از create_icmp_packet ساخته می‌شود که شامل هدر ICMP و داده‌ها است. سپس، پکت از طریق سوکت ارسال می‌شود و زمان رفت و برگشت (RTT) محاسبه می‌شود.

نکات مهم:

• اجرای این کد نیاز به دسترسی‌های سطح بالا (مانند root در لینوکس) دارد.
• این کد به طور پیش‌فرض برای سیستم‌های یونیکس مانند (لینوکس، macOS) طراحی شده و ممکن است برای ویندوز نیاز به تغییراتی داشته باشد.

جمع‌بندی

پینگ ابزاری قدرتمند برای بررسی دسترسی و اندازه‌گیری تأخیر در شبکه است. این پست به شما نشان داد که چگونه می‌توانید با دستور ping به صورت اتوماتیک پکت پینگ ارسال کنید و همچنین به صورت دستی با استفاده از برنامه‌نویسی، یک پکت پینگ را ایجاد و ارسال کنید. درک دقیق ساختار پکت‌های پینگ و نحوه ارسال آن‌ها به شما کمک می‌کند تا عمیق‌تر به مفاهیم شبکه و پروتکل‌های ارتباطی پی ببرید.

اگر علاقه‌مند به یادگیری بیشتر در زمینه شبکه‌های کامپیوتری هستید، این تمرین‌ها می‌توانند شروع خوبی برای شما باشند.

آیا تجربه‌ای در زمینه استفاده از پینگ به صورت دستی یا اتوماتیک دارید؟ تجربیات خود را در بخش نظرات با ما به اشتراک بگذارید!