ICMP协议说明-笔记

ICMP的作用：

​ ICMP是Internet控制报文协议，主要是传递控制信息的，而且是无连接的协议。当遇到IP路由器无法按当前的传输速率转发数据包等情况时，会自动发送ICMP消息。我们在网络中经常会使用到ICMP协议，比如我们经常使用的用于检查网络通不通的Ping命令，这个Ping的过程实际上就是ICMP协议工作的过程。还要其他的网络命令如跟踪路由的Tracert命令也是基于ICMP协议的。

Ping 命令：

​ Ping命令是排除设备访问故障的一个非常常见的方法。它使用一系列的 Internet 控制消息协议 (ICMP) 回声消息以确定以下内容： ● 远程主机是处于活动还是非活动状态。 ● 与主机通信中的往返延迟。 ● 数据包丢失。 ping命令第一发送一个响应请求包到地址，然后等待回复。只有在回声请求到达目标，并且目的地能得到ECHO回复在一个预定时间内的情况下，ping 才是成功的。 所以，回声请求主要就是增对ping这个过程的，能让ping过程知道设备是否能接受到包。

ICMP----网际控制报文协议：

为了更有效地转发IP数据报和提高交付成功的机会，在网际层使用了网际控制报文协议ICMP（Internet Control Message Protocol）。 主机或路由器使用ICMP来发送差错报文和询问报文。ICMP不是高层协议，二十网际层（IP层）的协议。ICMP报文被封装在IP数据报中发送。 TTL：生存时间----->发送数据报中会带有TTL，没经过一个服务器，到达接收主机时都会做一个生存时间减一的操作。 意义：这样的用意是为了防止数据报一直在网络中传输。

差错报文

例1：差错报告报文-主机与路由器：

主机H1中的某个应用进程要给主机H2发送IP数据报，在封装该数据报时将首部的TTL时间设置成了1，因为两台主机不在同一网络中，所以数据报需要经过网关R进行转发，路由器R在接收到该IP数据报之后，将其TTL的值做减一操作，这时TTL（生存时间）为0，这意味着该IP数据报的生存时间结束了，然后路由器R会将该IP数据报进行丢弃，并向发送该IP数据报的源主机发送一个ICMP差错报告。

例2：差错报告报文-主机与主机：

主机H1向主机H2发送IP数据报，其数据载荷部分封装有UDP用户数据报，UDP首部中的目标端口为33436。当H2主机接收并解封出该IP数据报之后，发现并没有监听该端口的应用进程，所以不知道将该UDP用户数据交付给谁，所以H2只能将该数据报丢弃，并向发送该IP数据报的源主机发送一个ICMP差错报告。

四种常见的ICMP差错报告报文：

• 终点不可达

  ​ 路由器不知道如何转发某数据报，丢弃改数据报，并向源站发送“终点不可达”报文。

  ​ 主机收到无法交付给应用程序的数据报，将其丢弃，向源站发送“终点不可达”报文。

• 时间超过

  ​ 路由器丢弃生存时间TTL为0的数据报，并向源站发送“时间超过”报文。

  ​ 当终点在预先规定的时间内不能收到一个数据报的全部分片时，就把已收到的分片都丢弃，并向源站发送“时间超过”报文。

• 参数问题

  ​ 当路由器或目的主机收到的数据报的首部中有些字段的值不正确时，就丢弃该数据报，并向源站发送“参数问题”报文。

• 改变路由（重定向）

  ​ 路由器把“改变路由”报文发送给主机，让主机知道下次应将数据报发送给另一个路由器，这样可以通过更好的路由。

询问报文

例1：询问报文-主机询问路由器

主机H1给路由器R发送一个ICMP询问报文，路由器R收到后会给H1发送一个ICMP应答报文。

例2：询问报文-路由器询问主机

路由器R给主机H2发送一个ICMP询问报文，主机H2收到后会给路由器R发送一个ICMP应答报文。

例3：询问报文-主机询问主机

主机H2给主机H1发送一个ICMP询问报文，主机H1收到后会给主机H2发送一个ICMP应答报文。

两种ICMP询问报文：

• 回送请求和回答

  ​ 用于测试目的站是否可达以及了解其有关状态。

• 时间戳请求和回答

  ​ 用于时钟同步和时间测量。

ICMP的应用举例

分组网间探测PING（Packet InterNet Groper）

• 用于来探测主机或路由器间的连通性
• 应用层直接使用网际层的ICMP（没有通过运输层的TCP或UDP）
• 使用ICMP回送请求和回答报文

跟踪路由traceroute

• 用来测试IP数据报从源主机到达目的主机要经过哪些路由器

• ​ Windows版本

  ​ tracert命令

  ​ 应用层直接使用网际层ICMP协议，而不使用运输层的协议

  ​ 要使用ICMP回送请求和回答报文以及差错报告报文

• ​ Unix版本

  ​ traceroute命令

  ​ 要使用运输层的UDP协议

  ​ 仅使用ICMP差错报告报文

不应该发送ICMP差错报告的几种情况

• 对ICMP差错报告报文，不再发送ICMP差错报告报文。
• 对第一个分片的数据报片的所有后续数据报片，都不发送ICMP差错报告报文。
• 对具有多播地址的数据报，都不发送ICMP差错报告报文。
• 对具有特殊地址（如127.0.0.0或0.0.0.0）的数据报，不发送ICMP差错报告报文。