网络层：网际控制报文协议ICMP

网络层：网际控制报文协议ICMP

笔记来源：
湖科大教书匠：网际控制报文协议ICMP

声明：该学习笔记来自湖科大教书匠，笔记仅做学习参考

主机或路由器使用ICMP来发送差错报告报文和询问报文
ICMP报文被封装在IP数据报中发送

1.1 ICMP差错报告报文

ICMP差错报告报文有五种类型

1.1.1 终点不可达

当路由器或主机不能交付数据报时，就向源点发送终点不可达报文（通俗理解：发不过去别发了）

1.1.2 源点抑制

当路由器或主机由于拥塞而丢弃数据报时，就向源点发送源点抑制报文，使源点知道应当把数据报的发送速率放慢（通俗理解：这有点挤慢点发）

1.1.3 时间超过

当路由器收到一个目的IP地址不是自己的IP数据报，会将其生存时间TTL字段的值减1。
情况一：IP数据报在路由器中发生的时间超过
IP数据报 -> 路由器（IP数据报目的地址不是自己，TTL-1）
$TTL\ne 0$，则将该IP数据报转发出去；
$TTL=0$，丢弃该IP数据报，还要向源点发送时间超过报文。
（通俗理解：我（IP数据报）的寿命到了，现通知你（源点））

情况二：IP数据报在终点主机中发生的时间超过
当终点在预先规定的时间内不能收到一个数据报的全部数据报片时，就把已收到的数据报片都丢弃，也会向源点发送时间超过报文。
（通俗理解：超过规定时间了，我（终点主机）你的数据还没都发过来，我都丢了，现通知你（源点））

1.1.4 参数问题

当路由器或目的主机收到IP数据报后，根据其首部中的检验和字段发现首部在传输过程中出现了误码，就丢弃该数据报，并向源点发送参数问题报文。
（通俗理解：你这数据传错了吧，我（终点/路由器）把这些数据丢了，现通知你（源点））

1.1.5 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外的路由器(可通过更好的路由)
（通俗理解：路由要改变啦，现通知你（源点））

1.2 ICMP询问报文

ICMP询问报文有两种类型

1.2.1 回送请求和回答

ICMP回送请求报文是由主机或路由器向一个特定的目的主机发出的询问。
（主机/路由器 -> 询问 -> 目的主机）
收到此报文的主机必须给源主机或路由器发送ICMP回送回答报文。
（源主机/路由器 <- 回答报文 <- 目的主机）

功能：这种询问报文用来测试目的站是否可达及了解其有关状态。

1.2.2 时间戳请求和回答

ICMP时间戳请求报文是请某个主机或路由器回答当前的日期和时间。
在ICMP时间戳回答报文中有一个32位的字段，其中写入的整数代表从1900年1月1日起到当前时刻一共有多少秒

功能：这种询问报文用来进行时钟同步和测量时间。

1.3 ICMP应用

1.3.1 分组网间探测（Packet InterNet Groper，ping）

用来测试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

1.3.2 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
Window版本：tracert命令
应用层直接使用网际层ICMP
使用了ICMP回送请求和回答报文以及差错报告报文

Unix版本：traceroute命令
在运输层使用UDP协议
仅使用ICMP差错报告报文

如何知道经过哪些路由器？
源主机将IP数据报的$TTL$的值设置为1，源主机发送封装有ICMP回送请求的第一个数据报
$TTL=0$ 时路由器会给源点发送ICMP超时报文，这时源点就知道刚刚IP数据报经过了这个发送超时报文的路由器

源主机将IP数据报的$TTL$的值设置为2，源主机发送封装有ICMP回送请求的第二个数据报

数据报经过第一个路由器后$TTL=1$

数据报到达第二个路由器时 $TTL=0$
$TTL=0$ 时路由器会给源点发送ICMP超时报文，这时源点就知道刚刚的这个IP数据报经过了这个发送超时报文的路由器

源主机将IP数据报的$TTL$的值设置为3，源主机发送封装有ICMP回送请求的第三个数据报，剩下的情况如上类似

每次发送一个封装有ICMP回送请求的IP数据报，每次发送时更改TTL的值
第一次：发送封装有ICMP回送请求的第一个IP数据报，TTL=1，收到报文时就知道经过的第一个经过的路由器
第二次：再发送封装有ICMP回送请求的第二个IP数据报，TTL=2，收到报文时就知道经过的第二个经过的路由器，依次类推