ICMP 协议基础详解

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ICMP 经常被认为是 IP 层的一个组成部分,它传递差错报文以及其他需要注意的信息。ICMP 报文通常被 IP 层或更高层协议使用。ICMP 报文是在 IP 数据报内部传输的。

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ICMP 经常被认为是 IP 层的一个组成部分,它传递差错报文以及其他需要注意的信息。ICMP 报文通常被 IP 层或更高层协议(TCP 或 UDP)使用。ICMP 报文是在 IP 数据报内部传输的。IP 协议是不可靠协议,不能保证 IP 数据报能够成功的到达目的主机,无法进行差错控制,而 ICMP 协议能够协助 IP 协议完成这些功能。下面是 ICMP 报文的数据结构:

类型:一个 8 位类型字段,表示 ICMP 数据包类型;

代码:一个 8 位代码域,表示指定类型中的一个功能,如果一个类型中只有一种功能,代码域置为 0;

检验和:数据包中 ICMP 部分上的一个 16 位检验和;

 

 

ICMP 报文类型

ICMP 报文大致可分为两类:差错报文、查询报文。具体消息类型如下表所示:

 

 

ICMP 差错报文

当发送一份差错报文时,报文始终包含 IP 的首部和产生 ICMP 差错报文的 IP 数据报的前 8 位字节。这样,接收 ICMP 差错报文的模块就会把它与某个特定的协议(根据 IP 数据报首部中的协议字段来判断)和用户进程(根据包含在 IP 数据报前 8 个字节中的 TCP 或 UDP 报文首部中的 TCP 或 UDP 端口号来判断)联系起来。

下面各种情况不会导致产生 ICMP 差错报文:

ICMP 报文差错(ICMP查询报文可能会产生ICMP差错报文);

目的地址是广播地址或多播地址的 IP 数据报;

作为链路层广播的数据报;

不是 IP 分片的第一片;

源地址不是单个主机的数据报,也就是说,源地址不可能是零地址、环回地址、广播地址或多播地址;

以下针对 ICMP 差错报文的类型进行分析:

1、ICMP 目标不可达消息:IP 路由器无法将 IP 数据报发送给目的地址时,会给发送端主机返回一个目标不可达 ICMP 消息,并在这个消息中显示不可达的具体原因。

2、ICMP 重定向消息:如果路由器发现发送端主机使用次优的路径发送数据时,那么它会返回一个 ICMP 重定向消息给这个主机,这个消息包含了最合适的路由信息和源数据。主要发生在路由器持有更好的路由信息的情况下,路由器会通过这个 ICMP 重定向消息给发送端主机一个更合适的发送路由。

3、ICMP 超时消息:IP 数据包中有一个字段 TTL(Time to live,生存周期),它的值随着每经过一个路由器就会减 1,直到减到 0 时该 IP 数据包被丢弃。此时,IP 路由器将发送一个 ICMP 超时消息给发送端主机,并通知该包已被丢弃。

4、源抑制消息:当 TCP/IP 主机发送数据到另一主机时,如果速度达到路由器或者链路的饱和状态,路由器发出一个 ICMP 源抑制消息。

ICMP 查询报文

----ICMP 回送消息:用于进行通信的主机或路由之间,判断发送数据包是否成功到达对端的消息。可以向对端主机发送回送请求消息,也可以接收对端主机回来的回送应答消息。

----ICMP 地址掩码消息:主要用于主机或路由想要了解子网掩码的情况。可以向那些主机或路由器发送 ICMP 地址掩码请求消息,然后通过接收 ICMP 地址掩码应答消息获取子网掩码信息。

----ICMP 时间戳消息:可以向那些主机或路由器发送 ICMP 时间戳请求消息,然后通过接收 ICMP 时间戳应答消息获取时间信息。

Ping 程序

Ping 程序利用 ICMP 回显请求报文和回显应答报文(而不用经过传输层)来测试目标主机是否可达。它是一个检查系统连接性的基本诊断工具。

ICMP 回显请求和 ICMP 回显应答报文是配合工作的。当源主机向目标主机发送了 ICMP 回显请求数据包后,它期待着目标主机的回答。目标主机在收到一个 ICMP 回显请求数据包后,它会交换源、目的主机的地址,然后将收到的 ICMP 回显请求数据包中的数据部分原封不动地封装在自己的 ICMP 回显应答数据包中,然后发回给发送 ICMP 回显请求的一方。如果校验正确,发送者便认为目标主机的回显服务正常,也即物理连接畅通。

例如:在终端上 Ping 下谷歌的地址,神奇的发现谷歌地址既然不用翻墙都能上了,而且丢包率 0%。

  1. $ ping www.google.com   
  2. PING www.google.com (173.194.127.148) 56(84) bytes of data.   
  3. 64 bytes from hkg03s13-in-f20.1e100.net (173.194.127.148): icmp_req=1 ttl=48 time=11.0 ms   
  4. 64 bytes from hkg03s13-in-f20.1e100.net (173.194.127.148): icmp_req=2 ttl=48 time=10.8 ms   
  5. 64 bytes from hkg03s13-in-f20.1e100.net (173.194.127.148): icmp_req=3 ttl=48 time=11.1 ms   
  6. 64 bytes from hkg03s13-in-f20.1e100.net (173.194.127.148): icmp_req=4 ttl=48 time=10.8 ms   
  7. 64 bytes from hkg03s13-in-f20.1e100.net (173.194.127.148): icmp_req=5 ttl=48 time=11.1 ms   
  8. 64 bytes from hkg03s13-in-f20.1e100.net (173.194.127.148): icmp_req=6 ttl=48 time=11.0 ms   
  9. 64 bytes from hkg03s13-in-f20.1e100.net (173.194.127.148): icmp_req=7 ttl=48 time=10.5 ms   
  10. 64 bytes from hkg03s13-in-f20.1e100.net (173.194.127.148): icmp_req=8 ttl=48 time=9.96 ms   
  11. 64 bytes from hkg03s13-in-f20.1e100.net (173.194.127.148): icmp_req=9 ttl=48 time=10.9 ms   
  12. ^C   
  13. --- www.google.com ping statistics ---   
  14. 9 packets transmitted, 9 received, 0% packet loss, time 8009ms   
  15. rtt min/avg/max/mdev = 9.963/10.830/11.123/0.368 ms   

Traceroute 程序

Traceroute 程序主要用来侦测源主机到目的主机之间所经过的路由的情况。

Traceroute 使用 ICMP 报文和 IP 首部中的 TTL 字段,它充分利用了 ICMP 超时消息。其原理很简单,开始时发送一个 TTL 字段为 1 的 UDP 数据报,而后每次收到 ICMP 超时萧后,按顺序再发送一个 TTL 字段加 1 的 UDP 数据报,以确定路径中的每个路由器,而每个路由器在丢弃 UDP 数据报时都会返回一个 ICMP 超时报文,而最终到达目的主机后,由于 ICM P选择了一个不可能的值作为 UDP 端口(大于30000)。这样目的主机就会发送一个端口不可达的 ICMP 差错报文。

责任编辑:林琳 来源: CSDN博客
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