ICMP協(xié)議詳解

ICMP協(xié)議是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。 一個(gè)新搭建好的網(wǎng)絡(luò)，往往需要先進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)試，來(lái)驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)是否暢通；但是IP協(xié)議并不提供可靠傳輸。如果丟包了，IP協(xié)議并不能通知傳輸層是否丟包以及丟包的原因。 所以我們就需要一種協(xié)議來(lái)完成這樣的功能–ICMP協(xié)議。

ICMP協(xié)議的功能

ICMP協(xié)議的功能主要有：

1. 確認(rèn)IP包是否成功到達(dá)目標(biāo)地址

2. 通知在發(fā)送過(guò)程中IP包被丟棄的原因 如下圖所示：

我們需要注意幾點(diǎn)： 1.ICMP是基于IP協(xié)議工作的，但是它并不是傳輸層的功能，因此仍然把它歸結(jié)為網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 2. ICMP只能搭配IPv4使用，如果是IPv6的情況下, 需要是用ICMPv6

ICMP的報(bào)文格式 ICMP報(bào)文包含在IP數(shù)據(jù)報(bào)中，IP報(bào)頭在ICMP報(bào)文的最前面。一個(gè)ICMP報(bào)文包括IP報(bào)頭（至少20字節(jié)）、ICMP報(bào)頭（至少八字節(jié)）和ICMP報(bào)文（屬于ICMP報(bào)文的數(shù)據(jù)部分）。當(dāng)IP報(bào)頭中的協(xié)議字段值為1時(shí)，就說(shuō)明這是一個(gè)ICMP報(bào)文。ICMP報(bào)頭如下圖所示。 如下圖：

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字段說(shuō)明：

ICMP大概分為兩類(lèi)報(bào)文： 一類(lèi)是通知出錯(cuò)原因 ；一類(lèi)是用于診斷查詢(xún) 類(lèi)型及含義如下：

常見(jiàn)的ICMP報(bào)文

相應(yīng)請(qǐng)求 我們用的ping操作中就包括了相應(yīng)請(qǐng)求（類(lèi)型字段值為8）和應(yīng)答（類(lèi)型字段值為0）ICMP報(bào)文。 過(guò)程： 一臺(tái)主機(jī)向一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)類(lèi)型字段值為8的ICMP報(bào)文，如果途中沒(méi)有異常（如果沒(méi)有被路由丟棄，目標(biāo)不回應(yīng)ICMP或者傳輸失?。瑒t目標(biāo)返回類(lèi)型字段值為0的ICMP報(bào)文，說(shuō)明這臺(tái)主機(jī)存在。

目標(biāo)不可達(dá)，源抑制和超時(shí)報(bào)文 這三種報(bào)文的格式是一樣的。 （1）目標(biāo)不可到達(dá)報(bào)文（類(lèi)型值為3）在路由器或者主機(jī)不能傳遞數(shù)據(jù)時(shí)使用。 例如：我們要連接對(duì)方一個(gè)不存在的系統(tǒng)端口（端口號(hào)小于1024）時(shí)，將返回類(lèi)型字段值3、代碼字段值為3的ICMP報(bào)文。 常見(jiàn)的不可到達(dá)類(lèi)型還有網(wǎng)絡(luò)不可到達(dá)（代碼字段值為0）、主機(jī)不可達(dá)到（代碼字段值為1）、協(xié)議不可到達(dá)（代碼字段值為2）等等。 （2）源抑制報(bào)文（類(lèi)型字段值為4，代碼字段值為0）則充當(dāng)一個(gè)控制流量的角色，通知主機(jī)減少數(shù)據(jù)報(bào)流量。由于ICMP沒(méi)有回復(fù)傳輸?shù)膱?bào)文，所以只要停止該報(bào)文，主機(jī)就會(huì)逐漸恢復(fù)傳輸速率。 （3）無(wú)連接方式網(wǎng)絡(luò)的問(wèn)題就是數(shù)據(jù)報(bào)會(huì)丟失，或者長(zhǎng)時(shí)間在網(wǎng)絡(luò)游蕩而找不到目標(biāo)，或者擁塞導(dǎo)致主機(jī)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)無(wú)法重組數(shù)據(jù)報(bào)分段，這時(shí)就要觸發(fā)ICMP超時(shí)報(bào)文的產(chǎn)生。 超時(shí)報(bào)文（類(lèi)型字段值為11）的代碼域有兩種取值：代碼字段值為0表示傳輸超時(shí)，代碼字段值為1表示分段重組超時(shí)。

時(shí)間戳請(qǐng)求 時(shí)間戳請(qǐng)求報(bào)文（類(lèi)型值字段13）和時(shí)間戳應(yīng)答報(bào)文（類(lèi)型值字段14）用于測(cè)試兩臺(tái)主機(jī)之間數(shù)據(jù)報(bào)來(lái)回一次的傳輸時(shí)間。 傳輸時(shí)，主機(jī)填充原始時(shí)間戳，接受方收到請(qǐng)求后填充接受時(shí)間戳后以類(lèi)型值字段14的報(bào)文格式返回，發(fā)送方計(jì)算這個(gè)時(shí)間差。 (有些系統(tǒng)不響應(yīng)這種報(bào)文)

ping命令

用法如下：

注意, 此處 ping 的是域名，不是url，域名可以通過(guò)DNS解析成IP地址 關(guān)于DNS可見(jiàn)這里寫(xiě)鏈接內(nèi)容

ping命令的功能 （1）能驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)的連通性 （2）會(huì)統(tǒng)計(jì)響應(yīng)時(shí)間和TTL(IP包中的Time To Live，生存周期) 那么如何驗(yàn)證的呢？ （1）ping命令會(huì)先發(fā)送一個(gè) ICMP Echo Request給對(duì)端 （2）對(duì)端接收到之后, 會(huì)返回一個(gè)ICMP Echo Reply （3）若沒(méi)有返回，就是超時(shí)了，會(huì)認(rèn)為指定的網(wǎng)絡(luò)地址不存在。

問(wèn)題： telnet是23端口，ssh是22端口，那么ping是什么端口? 答：ping命令是基于ICMP，是在網(wǎng)絡(luò)層。 而端口號(hào)，是傳輸層的內(nèi)容。所以在ICMP中根本就不關(guān)注端口號(hào)這樣的信息。

traceroute

traceroute也是基于ICMP協(xié)議實(shí)現(xiàn)的。 功能： 打印出可執(zhí)行程序主機(jī)，一直到目標(biāo)主機(jī)之前經(jīng)歷多少路由器。 舉例如下：