【網路協議】ICMP協議、Ping、Traceroute

蘭亭風雨發表於2014-06-12
協議

    ICMP協議

    ICMP經常被認為是IP層的一個組成部分，它是網路層的一個協議，它傳遞差錯報文以及其他需要注意的資訊，ICMP報文通常被IP層或更高層（TCP、UDP等）使用，它是在IP資料包內傳輸的。

    ICMP報文大致分為兩類：查詢報文和差錯報文。

    先來看差錯報文。當傳送IP資料包發生錯誤時（比如主機不可達、網路不可達等），ICMP協議將會傳送一個ICMP差錯報文給源主機，好讓主機做出相應的處理，也因此IP層以上的一些協議有可能做到可靠傳輸。書中給出了ICMP差錯報文中的一些組合（型別和程式碼的組合）描述：如網路不可達、網路不可達、協議不可達、埠不可達等。這裡說下埠不可達的意思：UDP的規則之一是，如果收到一份UDP資料包而目的埠與某個正在使用的程式不相符，那麼UDP返回一個ICMP不可達報文，將報文中的型別和程式碼的組合設定為埠不可達。Traceroute程式就是利用埠不可達來產生ICMP差錯報文的。

    另外，在大多數情況下，傳送IP資料包發生錯誤，會產生一個ICMP錯誤報文，但下面各種情況都不會導致產生ICMP差錯報文：

  • ICMP差錯報文不會產生差錯報文（ICMP查詢報文可能會產生ICMP差錯報文）；
  • 目的地址是廣播地址和多播地址的IP資料包；
  • 作為鏈路層廣播的資料包；
  • 不是IP分片的第一片
  • 源地址不是單個主機的資料包。
    這些規則是為了防止過去允許ICMP差錯報文對廣播分組影響所帶來的廣播風暴。
    再來看ICMP查詢報文，查詢報文主要用途有：
  • 子網掩碼查詢；
  • 時間戳查詢；
  • ping查詢。

    ping程式

    ping是ICMP的一個很著名的應用。ping程式時對兩個TCP/IP系統連通性進行測試的基本工具，它只利用ICMP回顯請求和回顯應答報文，而不用經過傳輸層，ping伺服器一般在核心中試下ICMP的功能。當某一個網站訪問不了時，我們就可以ping一下這個網站，看下連通情況。比如下圖：


    這裡先ping到google的伺服器，我們可以看到連通性不是很好，丟包率為50%，而我們又ping了下Github的伺服器，連通性比較好，丟包率為0%。

    Traceroute程式

    Traceroute是ICMP協議的另一個重要應用，主要用來偵測源主機到目的主機之間所經過的路由的情況。Traceroute使用ICMP報文和IP首部中的TTL欄位，其原理很簡單，開始時傳送一個TTL欄位為1的UDP資料包，而後每次收到ICMP超時報文後，再傳送一個TTL欄位加1的UDP資料包，以確定路徑中的每個路由器，而每個路由器在丟棄UDP資料包時都會返回一個ICMP超時報文，最終到達目的主機後，由於ICMP選擇了一個不可能的值作為UDP埠（大於30000）。這樣目的主機就會傳送一個埠不可達的ICMP差錯報文。

   

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