Alex 蕭簫 發自 凹非寺
量子位 | 公眾號 QbitAI
也是沒想到，“
ping
”這麼個計算機術語，竟然在英雄聯盟MSI話題下被討論上了熱搜。
無論在微博還是知乎，不少“ping”相關話題的熱度已經過千萬甚至上億。
從話題下的討論來看，不少網友甚至產生了對ping的研究熱情：
說起來，經常玩聯機遊戲的小夥伴，想必對ping都不陌生。
誰還沒感受過幾次被
ping值
支配的恐懼呢？
（手動狗頭）
△高ping戰士無所畏懼
ping值越高，代表著打遊戲時的網路延遲越高，表現到遊戲中，就是延遲低的比延遲高的人更快做出各種
（擊殺、移動等）
動作。
注意，這裡的ping值
並不代表
你的網速。
這麼說吧，如果你的資料包是一份快遞的話，網速越高代表卡車噸量越大，而ping值則代表了這輛卡車能跑得多快、路上有多堵。
越低的ping值，意味著你的網路越暢通，但和它一次能搬運多少資料並沒有什麼關係。
但你知道，ping最初是如何被髮明出來的嗎？
其實，這個如今在打遊戲、開會和測延遲中“無處不在”的計算機技術，當年竟然是被“隨手”寫出來的。
故事還要從80年代的時候說起。
來自1983年的千行程式碼
這個名叫ping的工具，最初是由一位叫
Michael John Muuss
的老哥搞出來的。
Muuss出生於1958年，從約翰·霍普金斯大學畢業後，在美國陸軍一個名叫“阿伯丁試驗場”的兵器試驗中心做研究，主要與計算機網路和幾何建模等方向有關。
例如，
光線追蹤
在80年代剛火起來那會兒，Muuse老哥就已經在潛心研究相應的技術了。
期間他做了不少相關成果，但反而是“隨手發明”出來的ping，如今成了最著名的網路工具之一。
ping應用廣泛到什麼程度？
從最初的Unix系統，到如今的Windows、macOS和Linux，ping雖然歷經好幾個版本，但一直在各個作業系統上被廣泛使用。
如今我們在GitHub上隨手一搜，能看到不少實現ping的程式碼，但這些都不是最初的版本了。
Muuss在自己的主頁上提供了ping最初的原始碼，然而我們點進去後就會發現，網頁跳轉了好幾次，最終似乎也無法下載：
事實上，我們還能看到Muuss的主頁，本身就已經不尋常了——
2000年時，Muuss不幸因車禍去世，當時他才剛過完自己的42歲生日：
還好在Web Archive上儲存了那個時候的網頁，我們得以看見ping的
第一版原始碼
。
這份程式碼檔名是
ping.shar
，一個非常有年代感的字尾，如今已經基本沒有人使用這個副檔名了。
它是一個41KB大小的檔案，從編輯器中來看，大約有1600行左右的程式碼：
那麼，ping究竟是怎麼誕生的，又是如何被普及開來的？
ping是如何被普及的？
最初編寫這份程式碼的時候，Muuss完全沒想過它後來會這麼火。
畢竟最初的ping，只是一個用來排查實驗室網路異常的
測試工具
。
事情源於1983年12月的一天，Muuss在阿伯丁試驗場的彈道研究實驗室
（BRL）
中做實驗時，突然發現實驗室的
IP網路
出現了異常情況。
這時候，他回憶起幾個月前，自己曾參與過一次DARPA在挪威舉辦的研討會，會上一位名叫Dave Mills的博士，提到過用ICMP資料包測試延遲的方法。
Muuss認為，這個工具的原理，就像是發射聲波並接收它的回波以計算往返時間一樣。
△聲吶，圖源維基百科
剛好Muuss在大學的時候學過不少聲吶和雷達系統的建模，他很快寫了一個程式，並將之命名為ping，在聲吶中指代聲音脈衝、也就是訊號的意思。
隨後，Muuss
只用了一晚上
，就將ping的程式寫了出來。
雖然寫出來的時候，他所在的實驗室已經將網路問題解決了，但Muuss還是將它作為一個公有領域軟體
（public domain software，使用時無需許可證）
釋出了出去。
很快加州大學伯克利分校的Erick Engelke發現了這份軟體，將它改寫了一版
（遵循GPL開源協議）
，放入伯克利自己開發的Unix作業系統BSD4。3版本中。
隨後，計算機工程師Tim Crawford又基於MIT開源協議，寫了一個ReactOS版本的ping程式碼。
再之後，ping被各個計算機大牛寫入各種作業系統如macOS、Linux和Windows中，又加入了更多的功能。
△Linux系統上的ping。c
如今我們看到的各個系統中自帶的ping工具，早已經不是最初那個ping。shar程式了，其功能和用法都要豐富得多。
那麼，如今的ping放到計算機上來說，究竟是一個怎樣的工具呢？
ping的基本原理
許多計算機發燒友可能會說，自己ping用得賊6。
不過，大夥兒知道ping是如何工作的嗎？
知其然，不妨也瞭解一下背後的所以然：
ping，是網路結構裡應用層的一個網路管理命令，是判斷
兩臺主機或路由節點之間網路是否暢通
的重要手段。
簡單來說：如果兩臺主機“ping”得通，說明它們之間可以建立連線。
一個小知識：公網
（因特網）
IP地址具有唯一性。
這就像你在世界範圍
（公網）
內的一棟樓
（主機or路由節點等）
裡工作，這棟樓的地址
（IP地址）
相對世界來說是唯一的，不過樓裡面的其他門牌號
（內網IP地址）
則不一定是唯一的。
利用這一特性，我們就能用ping測試兩臺主機或路由節點中的網路連通性。
具體來說，就是使用ping命令，先給目標IP地址傳送一個遵循ICMP協議的資料包
（echo request）
。
然後可以根據返回資料包的情況
（丟包、速度等）
，檢查主機或路由節點之間的網路狀態。
Emm…
ICMP
協議又是什麼？
它的全稱是：Internet Control Message Protocol，即
因特網控制報文協議
，ICMP報文封裝在IP包裡。
所謂“控制”，即在IP主機、路由節點之間傳遞控制訊息，來反映資料包是否成功到達目標端，以及反映網路狀況等。
在IP通訊中，當IP包成功到達目標地址並返回時，會收到ping應答；而當IP包因為某原因，未能成功到達目標地址、或未能成功從目標地址返回時，ICMP返回的資料包中將含有具體原因，如：網路不可達、埠不可達等。
怎樣ping起來
下面介紹一下ping的基本操作。
ping命令在各個常見的作業系統中
通用
，這裡以macOS為例：
從Finder中找到“終端”。
輸入ping+IP地址
（網址或域名也可以）
，這裡先以百度為例。
然後，即可檢視
每個
資料包，從本電腦對百度的網路伺服器傳送資料，到接收到伺服器反饋資料的延遲時間。
由於macOS傳送的每個IP資料包預設大小是64個位元組，所以返回的資料包大小也是64個位元組。
而這裡的延遲時間，就是
ping值
。
除了輸入百度等網址，想要測兩臺主機之間的ping值也沒問題，在一臺上輸入另一臺的IP地址即可：
所以，在玩網路遊戲的時候，如果ping值過高就會感覺操作延遲。
這個延遲的後果還挺嚴重的——
例如，在打王者排位的關鍵時刻，如果網路連線
（可能是自己的無線網，也可能是附近的伺服器）
卡頓，明明自己已經操作了，但由於敵方的操作反饋時間更快，所以只能眼睜睜得看著自己的英雄掛掉。
說到這裡，量子位急忙上號診斷了一下自己的網路。
還好，王者榮耀的延遲低於70ms算正常。
對於LOL，玩家可開啟設定選單，點選“顯示”標籤，然後點選“切換FPS顯示”按鈕，檢視自己的ping值。
至於鎖ping
（人工延遲）
技術要如何實現，目前
拳頭遊戲
官方給出了一份技術說明：
從說明中來看，拳頭表示線上下場館比賽時加入了一個
人工延遲工具
調整ping值。
由於人工延遲工具的程式碼運算出現錯誤，導致線下ping值過高，目前已透過調節配置修復，但遊戲中顯示的ping值會因為這一配置調節出現問題。
具體人工延遲工具
（鎖ping）
的技術程式碼，目前拳頭遊戲並未公開。不過GitHub上也已經有人做過人工延遲工具，如下面這個
clumsy
開源模擬器，可以模擬延遲、丟包等bug。感興趣的小夥伴可以去看看：
One More Thing
在自己的主頁上，Muuse還po出了另一個與“ping”相關的小趣事。
早在
1933年
，美國兒童圖畫書作家Marjorie Flack就曾經出版過一個繪本：《ping的故事》。
在這裡，ping是故事主角小鴨子的名字：
小鴨子ping和夥伴還有主人一起生活在一條船上，每天最後一隻回家的小鴨子要被打屁股。一天傍晚，ping貪玩落在了最後，為了不捱打，它沒有回家，由此在長江中開啟了一段奇妙冒險，最終平安回到主人的船上。
這看似是一本尋常的兒童讀物，但多年後，有讀者發現，小鴨子ping的故事與計算機中的ping資料包竟有
異曲同工
之妙！
一個ping資料包就像一隻鴨子，它和其他資料包
（更多鴨子）
一起，在主機
（小船）
上度過了一段時期。
然後，這些資料包
（鴨子）
透過一個通道
（橋）
離開主機
（船）
，進入網際網路
（長江）
。
資料包
（鴨子）
在另一個主機
（另一艘船）
上經過短暫的時間後，又回到了原來的主機
（船）
上。
所以，今天你的ping值如何？
參考連結：
［1］https：//blog。paessler。com/a-brief-history-of-ping
［2］https：//ftp。arl。army。mil/~mike/ping。html
［3］https：//s。weibo。com/weibo？q=%23MSI%E7%8E%B0%E5%9C%BA%E5%AE%9E%E9%99%85ping%E5%80%BC%23
［4］https：//github。com/iputils/iputils/blob/master/ping/ping。c
［5］https：//en。wikipedia。org/wiki/Mike_Muuss
［6］https：//ngabbs。com/read。php？tid=30095855&rand=196
［7］https：//github。com/jagt/clumsy
［8］拳頭技術部落格公告：https：//weibo。com/ttarticle/p/show？id=2309404770219460790187
— 完 —
量子位 QbitAI · 頭條號簽約
