pingコマンド無しping

pingコマンド無し ping uyuki234 2026/08/02 ネットワークゆる LT大会 #2 in 大阪

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ping 3

ping とは？ • 相手の機器までIP通信が届くかを確認するコマンド ◦ 疎通確認で使う 4

ping とは？ • 相手の機器までIP通信が届くかを確認するコマンド ◦ • 疎通確認で使う相手へICMP Echo Requestを送り、
返ってくるICMP Echo Replyを受信して、応答時間（RTT）やパケット損失率を測る。 5

ping とは？ • 相手の機器までIP通信が届くかを確認するコマンド ◦ • 疎通確認で使う相手へICMP Echo Requestを送り、
返ってくるICMP Echo Replyを受信して、応答時間（RTT）やパケット損失率を測る。 ◦ ◦ Internet Control Message Protocol：IP通信のエラーや状態を通知するためのプロトコル Round Trip Time：パケットを送ってから応答が返ってくるまでの往復時間 6

こんな感じ 7

コマンドを打った後、どのような処理がされているか知っていますか 9

https://commons.nicovideo.jp/works/nc222068 11

※macOSの場合 12

ping 8.8.8.8 コマンド実行の流れターミナル 13

ping 8.8.8.8 コマンド実行の流れターミナル $ ping 8.8.8.8 14

ping 8.8.8.8 コマンド実行の流れシェルがPATHから /sbin/pingを探して起動ターミナル $ ping 8.8.8.8 15

ping 8.8.8.8 コマンド実行の流れシェルがPATHから /sbin/pingを探して起動ターミナル $ ping 8.8.8.8 /sbin/ping
※sbin = system binaries 16

ping 8.8.8.8 コマンド実行の流れシェルがPATHから /sbin/pingを探して起動ターミナル $ ping 8.8.8.8 ICMP
Echo Request /sbin/ping ※sbin = system binaries 17

Echo Request /sbin/ping ※sbin = system binaries macOS カーネル 18

Echo Request /sbin/ping ※sbin = system binaries macOS カーネル IPパケット 19

Echo Request /sbin/ping macOS カーネル IPパケットルーターインターネット Request 8.8.8.8 ※sbin = system binaries 20

Echo Request /sbin/ping macOS カーネル IPパケットルーターインターネット Request ICMP Echo Reply 8.8.8.8 ※sbin = system binaries 21

Echo Request macOS カーネル /sbin/ping Reply IPパケットルーターインターネット Request ICMP Echo Reply 8.8.8.8 ※sbin = system binaries 22

ping 8.8.8.8 コマンド実行の流れシェルがPATHから /sbin/pingを探して起動ターミナル (RTT計算・表示内容の整形 ) ターミナル上に表示 $
ping 8.8.8.8 ICMP Echo Request macOS カーネル /sbin/ping Reply IPパケットルーターインターネット Request ICMP Echo Reply 8.8.8.8 ※sbin = system binaries 23

/sbin/pingと同じ役割を自作 →自作ping 24

ping 8.8.8.8 コマンド実行の流れシェルがPATHから /sbin/pingを探して起動オレンジだけ作ればいいターミナル (RTT計算・表示内容の整形 ) ターミナル上に表示
$ ping 8.8.8.8 ICMP Echo Request macOS カーネル /sbin/ping Reply IPパケットルーターインターネット Request ICMP Echo Reply 8.8.8.8 ※sbin = system binaries 25

Q:どんな機能が必要？ 26

A:Apple OSS Distributionsを見ろ 27

全てはここにある https://github.com/apple-oss-distributions 28

ping.cは公開されている https://github.com/apple-oss-distributions/network_cmds/blob/main/ping.tproj/ping.c 29

ping自作 30

自作ping（makePing.c）のデモ 31

コンパイル →実演 32

自作pingで8.8.8.8に疎通！ 33

ping自作成功！ 34

makePing.c https://github.com/uyuki234/c-ping-lt-20260802 35

makePing.c ざっくり解説していく 36

Appleのping.c：約2100行 makePing.c：約470行 37

Appleのping.c：約2100行 makePing.c：約470行最低限の実装でも、正しい ICMPパケットをカーネルへ渡し、 Echo Replyを受け取れば pingとして動作する 38

makePing.c に実装した主な関数 • main() ◦ • resolve_ipv4() ◦ • ICMP
Echo Requestパケットを組み立てる wait_for_reply() ◦ • IPアドレスまたはホスト名を IPv4アドレスに変換する build_echo_request() ◦ • 初期化し、Echo Requestの送信とReplyの受信を繰り返す select()とrecvfrom()でEcho Replyを最大1秒待つ parse_echo_reply() ◦ 受信パケットが目的の Echo Replyか確認する https://github.com/uyuki234/c-ping-lt-20260802 39

• Typeを8にしてEcho Requestを作り、チェックサムを計算 40

• ICMPの入り口を作る ◦ • • • • ユーザー空間の makePingから、カーネルに ICMPの送受信を依頼するための窓口を作る処理
AF_INET：IPv4を使う SOCK_DGRAM：データグラムとして送受信する IPPROTO_ICMP：ICMPを扱う socket_fd：作成した窓口を識別する番号 41

カーネルへ渡す select()とrecvfrom()で最大1秒待つ 42

RTT = 受信時刻−送信時刻 • RTTを計算して表示する 43

ping自作を通じた学び 44

ping 自作を通じた学び • • シェルはコマンド名をPATHから検索し、対応する実行ファイルを起動するプログラムはソケットやシステムコールを通してカーネルへ処理を依頼する ◦ • • •
• これのおかげで、プログラムの記述量は想像よりも少なくなった ▪ もっと色々書かないと動かないと思ってた。 OS、カーネルという仕組みがいかに優秀かということを実感。カーネルにいい感じの機能がたくさんあって最高カーネルがIPヘッダ、ルーティング、ARP、実際の送受信を担当する OSの機能を再利用することで、プログラムはICMP処理に集中できる ICMPはType・Code・Checksumなどで構成される具体的なデータ形式である RTTやパケット損失率は、送受信結果からpingプログラム自身が計算する hoge自作をすると、上下の層に感謝の気持ちが芽生える https://github.com/uyuki234/c-ping-lt-20260802 45

まとめ 46

まとめと展望 • • • pingについておさらい ping 8.8.8.8 コマンド実行の流れを確認 ping自作した ◦
ICMPを送受信・計測するプログラムと IP通信を担うカーネルの協力で動いていた • 既存のOS機能を再利用することで、必要最低限の実装でもpingを再現できる • 展望：コンピュータシステムの理論と実装第2版やる ◦ 論理ゲートから高級言語までの流れを押さえたい 47

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