ICMP協議概說

　 1　 ICMP協議協議概述
　　
　　IP 協議是一種不可靠的協議，沒法進行差錯控制。但IP協議能夠藉助其餘協議來實現這一功能，如ICMP。
　　
　　ICMP（Internet Control Messages Protocol, 網間控制報文協議）容許主機或 路由器報告差錯狀況和提供有關異常狀況的報告。
　　
　　通常來講，ICMP報文提供針對網絡層的錯誤診斷、擁塞控制、路徑控制和查詢服務四項大的功能。如，當一個分組沒法到達目的站點或TTL超時後，路由器就會丟棄此分組，並向源站點返回一個目的站點不可到達的ICMP報文。
　　
　　 2　ICMP報文類型
　　
　　 2.1　ICMP報文類型
　　
　　ICMP報文大致能夠分爲兩種類型，即ICMP差錯報文和ICMP詢問報文。但細分又可分爲不少類型，如表1所示。
　　
　　 表1　 ICMP報文類型
　　　
　　 2.2　ICMP回射請求和應答報文頭部格式
　　
　　ICMP報文被封裝在IP數據報內部傳輸。如圖1所示，是ICMP回射請求和應答報文頭部格式。
　　 　
　　圖1　 ICMP回射請求和應答報文頭部格式
　　
　　各類ICMP報文的前32bits都同樣，它們是：
　　
　　8bits類型和8bits代碼字段：一塊兒決定了ICMP報文的類型。常見的有：
　　
　　類型八、代碼0：回射請求。
　　
　　類型0、代碼0：回射應答。
　　
　　類型十一、代碼0：超時。
　　
　　16bits校驗和字段：包括數據在內的整個ICMP數據包的校驗和，其計算方法和IP頭部校驗和的計算方法是同樣的。
　　
　　對於ICMP回射請求和應答報文來講，接下來是16bits標識符字段：用於標識本ICMP進程。
　　
　　最後是16bits序列號字段：用於判斷回射應答數據報。
　　
　　 2.3　ICMP目標不可達報文
　　
　　如圖2所示，是ICMP目標不可達報文頭部格式。
　　 　
　　圖2　 ICMP目標不可達報文頭部格式
　　
　　其中代碼字段的不一樣值又表明不一樣的含義，如，0表明網絡不可達、1表明主機不可達等，見表1。
　　
　　 2.4　ICMP超時報文頭部格式
　　
　　如圖3所示，是ICMP超時報文頭部格式。
　　 　
　　圖3　 ICMP超時報文頭部格式
　　
　　其中：
　　
　　類型11＋代碼0：表示傳輸期間生存時間爲0。
　　
　　類型11＋代碼1：表示數據報組裝期間生存時間爲0。
　　
　　因爲篇幅有限，這裏再也不分析其餘類型ICMP協議數據包的格式。
　　
　　 3　Ping命令
　　
　　Ping命令利用ICMP回射請求報文和回射應答報文來 測試目標系統是否可達。
　　
　　ICMP回射請求和ICMP回射應答報文是配合工做的。當源主機向目標主機發送了ICMP回射請求數據包後，它期待着目標主機的回答。目標主機在收到一個ICMP回射請求數據包後，它會 交換源、目的主機的地址，而後將收到的ICMP回射請求數據包中的數據部分原封不動地封裝在本身的ICMP回射應答數據包中，而後發回給發送ICMP回射請求的一方。若是校驗正確，發送者便認爲目標主機的回射服務正常，也即物理鏈接暢通。
　　
　　在 Windows 9X、 Windows 2000等操做系統的Ping命令中，ICMP包中的數據長度默認爲32字節，其內容爲英文小寫字母循環系列（abcdefg…wabcdefghi），如圖4所示。在 Cisco路由器、 交換機設備中，ICMP包的缺省內容模式是0xabcd，如圖5所示。
　　 　
　　圖4　 Windows下的PING包內容
　　　
　　圖5　 Cisco設備中的PING包內容
　　
　　 4　ICMP應用分析－ICMP重定向
　　
　　ICMP雖然不是路由協議，可是有時它也能夠指導數據包的流向（使數據流向正確的網關）。ICMP協議經過ICMP重定向數據包（類型五、代碼0：網絡重定向）達到這個目的。
　　 　
　　圖6　 ICMP重定向
　　
　　如圖6所示，主機PC要ping路由器R2的loopback 0地址：192.168.3.1，主機將判斷出目標屬於不一樣的網段，所以它要將ICMP請求包發往本身的默認網關192.168.1.253（路由器R1的E0接口）。可是，這以前主機PC首先必須發送ARP請求，請求路由器R1的E0（192.168.1.253）的MAC地址。
　　
　　當路由器R1收到此ARP請求包後，它首先用ARP應答包回答主機PC的ARP請求（通知主機PC：路由器R1本身的E0接口的MAC地址）。而後，它（路由器R1）將此ICMP請求轉發到路由器R2的E0接口：192.168.1.254（要求路由器R1正確配置了到網絡192.168.3.0/24的路由）。此外，路由器R1還要發送一個ICMP重定向消息給主機PC，通知主機PC對於主機PC請求的地址的網關是：192.168.1.254。
　　
　　路由器R2此時會發送一個ARP請求消息請求主機PC的MAC地址，而主機PC會發送ARP應答消息給路由器R2。最後路由器R2經過得到的主機PC的MAC地址信息，將ICMP應答消息發送給主機PC。
　　
　　ICMP重定向包的內容如圖七、圖8所示。注意圖7 ICMP包頭中的Type和Code字段的值和含義。
　　 　
　　圖7　 ICMP重定向包
　　　
　　圖8　 ICMP重定向包－續
　　
　　若是還有後續的ICMP請求包，則除了ARP消息，全部的事件序列和上面的敘述相同。如圖9所示。
　　 　 　　圖9　 ICMP重定向事件序列