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ICMP Address Mask 探测存活主机（包含完整实现代码）

news 2026/6/28 17:16:41

前言

地址掩码

基本概念

常见的子网掩码

ICMP Address Mask探测存活主机原理

基本原理

工作流程

ICMP报文构造模块

响应验证模块

主探测流程

代码分析

定义ICMP地址掩码相关常量

创建ICMP连接

构造并发送数据

监听并分析响应

输出结果

源代码

其它

前言

这里讲解icmp的第三种常用探测方法，下面我进行详细讲解，从最根本的原理入手，最后给出源代码。

地址掩码

基本概念

地址掩码（也叫子网掩码）是用来区分IP地址中网络部分和主机部分的32位二进制数。

常见的子网掩码

CIDR表示法 子网掩码 可用主机数 /24 255.255.255.0 254 /16 255.255.0.0 65,534 /8 255.0.0.0 16,777,214

ICMP Address Mask探测存活主机原理

基本原理

ICMP地址掩码请求/回复是ICMP协议的一种类型，用于查询主机的子网掩码信息：

ICMP类型17：地址掩码请求（Address Mask Request）

ICMP类型18：地址掩码回复（Address Mask Reply）

//请求：向目标发送地址掩码请求，掩码字段为0 请求数据: [ID][Seq][00000000] = 8字节 //响应：目标主机回复自己的子网掩码 响应数据: [ID][Seq][实际掩码] = 8字节 //示例：如果目标掩码是255.255.255.0 addressMask := binary.BigEndian.Uint32(responseData[4:8]) //addressMask = 0xFFFFFF00 (255.255.255.0)

工作流程

请求发送：向目标主机发送ICMP地址掩码请求包
存活判断：如果目标主机存活且支持该功能，会回复地址掩码信息
响应验证：通过匹配ID和序列号确认响应有效性

ICMP报文构造模块

// 地址掩码请求数据包结构 type AddressMaskRequest struct { ID uint16 // 进程ID标识 Seq uint16 // 序列号 Mask uint32 // 请求时为0，回复时为子网掩码 } // 使用RawBody构造ICMP消息体 msg := icmp.Message{ Type: ipv4.ICMPType(17), // 地址掩码请求类型 Code: 0, Body: &icmp.RawBody{ Data: addressMaskData, // 8字节数据 },

响应验证模块

// 四层验证机制 1. 来源IP验证：确认响应来自目标IP 2. ICMP类型验证：必须是类型18（地址掩码回复） 3. 数据长度验证：响应数据至少8字节 4. ID/序列号匹配：确保响应与请求对应

主探测流程

开始 ↓ 遍历IP地址列表 ↓ 启动并发探测（最多20个） ↓ 对于每个IP： ├─ 构造ICMP地址掩码请求 ├─ 发送请求包 ├─ 等待响应（总超时3秒） ├─ 验证响应有效性 └─ 记录存活主机 ↓ 等待所有探测完成 ↓ 输出结果统计 结束

代码分析

定义ICMP地址掩码相关常量

// 定义ICMP地址掩码相关常量 const ( ICMPTypeAddressMaskRequest = 17 // 地址掩码请求 ICMPTypeAddressMaskReply = 18 // 地址掩码回复 )

因为Go的icmp包中没有预定义地址掩码相关的常量

// 在 golang.org/x/net/icmp/message.go 中只有： const ( ICMPTypeEchoReply = 0 ICMPTypeDestinationUnreachable = 3 ICMPTypeEcho = 8 ICMPTypeTimeExceeded = 11 // 没有 ICMPTypeAddressMaskRequest/Reply )

创建ICMP连接

// 创建ICMP连接 conn, err := icmp.ListenPacket("ip4:icmp", "0.0.0.0") if err != nil { fmt.Printf("创建连接失败 %s: %v\n", Ip, err) return } defer conn.Close()

构造并发送数据

详细分析参考探测存活主机7的部分

// 生成唯一ID pid := uint16(os.Getpid() & 0xffff) // 构造地址掩码请求数据 (8字节) addressMaskData := make([]byte, 8) binary.BigEndian.PutUint16(addressMaskData[0:2], pid) // ID (2字节) binary.BigEndian.PutUint16(addressMaskData[2:4], uint16(seq)) // Seq (2字节) binary.BigEndian.PutUint32(addressMaskData[4:8], 0) // Address Mask (4字节，请求时为0) // 创建ICMP地址掩码请求消息 - 使用 RawBody msg := icmp.Message{ Type: ipv4.ICMPType(ICMPTypeAddressMaskRequest), Code: 0, Body: &icmp.RawBody{ Data: addressMaskData, }, } // 序列化消息 wb, err := msg.Marshal(nil) if err != nil { fmt.Printf("序列化失败 %s: %v\n", Ip, err) return } // 解析目标地址 host, err := net.ResolveIPAddr("ip4", Ip) if err != nil { fmt.Printf("解析地址失败 %s: %v\n", Ip, err) return } // 发送地址掩码请求 _, err = conn.WriteTo(wb, host) if err != nil { fmt.Printf("发送失败 %s: %v\n", Ip, err) return }

监听并分析响应

// 设置总超时 deadline := time.Now().Add(3 * time.Second) for { // 检查总超时 if time.Now().After(deadline) { return } // 设置读取超时 conn.SetReadDeadline(time.Now().Add(500 * time.Millisecond)) // 读取响应 rb := make([]byte, 1500) n, peer, err := conn.ReadFrom(rb) if err != nil { if netErr, ok := err.(net.Error); ok && netErr.Timeout() { continue // 超时继续等待 } return } // 验证响应来源IP peerIP, ok := peer.(*net.IPAddr) if !ok { continue } if peerIP.String() != Ip { continue // 不是目标IP的响应 } // 解析ICMP消息 rm, err := icmp.ParseMessage(1, rb[:n]) //告诉解析器这是ICMP协议的数据，解析出完整的ICMP消息结构 if err != nil { continue } // 检查是否为地址掩码回复 if rm.Type != ipv4.ICMPType(ICMPTypeAddressMaskReply) { fmt.Printf("非地址掩码回复 %s: Type=%d\n", Ip, rm.Type) continue } // 提取消息体数据 var responseData []byte switch body := rm.Body.(type) { case *icmp.RawBody: responseData = body.Data default: continue } // 验证响应数据长度 if len(responseData) < 8 { continue } // 解析响应中的ID和序列号 responseID := binary.BigEndian.Uint16(responseData[0:2]) responseSeq := binary.BigEndian.Uint16(responseData[2:4]) // 检查ID和序列号是否匹配 if responseID == pid && responseSeq == uint16(seq) { mu.Lock() survival[Ip] = "up" mu.Unlock() return // 收到响应，退出循环 } }

// 解析ICMP消息 rm, err := icmp.ParseMessage(1, rb[:n]) //告诉解析器这是ICMP协议的数据，解析出完整的ICMP消息结构 if err != nil { continue }

这里的1表示告诉解析器这是ICMP协议的数据，解析出完整的ICMP消息结构。

//icmp ping rm, err := icmp.ParseMessage(ipv4.ICMPTypeEchoReply.Protocol(), rb[:n]) //icmp timestamp rm, err := icmp.ParseMessage(ipv4.ICMPTypeTimestampReply.Protocol(), rb[:n]) // 它们最终都是：icmp.ParseMessage(1, rb[:n]) // 在源码中是这样定义的 func (ICMPType) Protocol() int { return 1 }

总结：

方法不依赖于具体的ICMPType值，都是告诉解析器这是ICMP协议的数据，解析出完整的ICMP消息结构的意思。

任何 ipv4.ICMPType 实例调用 Protocol() 都返回 1

甚至零值 ipv4.ICMPType(0).Protocol() 也返回 1

当然在ping里写成ICMPTypeEchoReply可读性更好，这里写1是因为Go的icmp包中没有预定义地址掩码相关的常量

// 在 golang.org/x/net/icmp/message.go 中只有： const ( ICMPTypeEchoReply = 0 ICMPTypeDestinationUnreachable = 3 ICMPTypeEcho = 8 ICMPTypeTimeExceeded = 11 // 没有 ICMPTypeAddressMaskRequest/Reply )

// 验证响应数据长度 if len(responseData) < 8 { continue }

长度必须>=8的原因：

// responseData 的8字节结构： // 字节 0-1: Identifier (2字节) // 字节 2-3: Sequence Number (2字节) // 字节 4-7: Address Mask (4字节) responseData := make([]byte, 8) // [0:2] - ID // [2:4] - 序列号 // [4:8] - 地址掩码值

输出结果

// 输出结果 fmt.Println("存活主机列表：") fmt.Println("IP地址\t\t状态") j := 0 for k, v := range survival { fmt.Printf("%s %s\n", k, v) j++ } usetime := time.Since(start) fmt.Printf("\n存活主机数量：%d\n", j) fmt.Printf("运行时间: %v\n", usetime)