ICMP理解

概要(查询报文和差错报文)

ICMP 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。

ICMP协议是通过IP协议发送的,IP协议是一种无连接的,不可靠的数据包协议。在Unix/Linux,序列号从0开始计数,依次递增。

ICMP的报文是在主机之间进行交换的,不用目的端口号。

ICMP协议大致分为两类,一种是查询报文,一种是差错报文。其中查询报文有以下几种用途:

  • ping查询
  • 子网掩码查询(用于无盘工作站在初始化自身的时候初始化子网掩码)
  • 时间戳查询(可以用来同步时间)
    这里写图片描述

当传送IP数据包发生错误--比如主机不可达,路由不可达等等,ICMP协议将会把错误信息封包,然后传送回给主机。给主机一个处理错误的机会,这也就是为什么说建立在IP层以上的协议是可能做到安全的原因。ICMP数据包由8bit的错误类型和8bit的代码和16bit的校验和组成。而前16bit就组成了ICMP所要传递的信息。

注意问题

  1. ICMP差错报文进行响应时,永远不会启动能另一份ICMP差错报文,如果没有这个限制,就会遇到差错报文产生差错报文,就会无休止的循环下去。
  2. 不会导致ICMP差错报文的产生。

Ping(利用icmp的回显请求和回显应答报文)

ping 程序是用来探测主机到主机之间是否可通信,如果不能ping到某台主机,表明不能和这台主机建立连接。ping 使用的是ICMP协议,它发送icmp回送请求消息给目的主机。ICMP协议规定:目的主机必须返回ICMP回送应答消息给源主机。如果源主机在一定时间内收到应答,则认为主机可达。

Traceroute:主要原理,TTL的计算存在

  • 开始发送一个TTL字段为1的UDP数据报,然后将TTL字段每次加1,确定路径的
    每个路由器,然后每个路由器在丢弃UDP数据报时都返回一个ICMP超时报文,最终的目的主机产生ICMP端口不可达的报文,这样就记录下来每一跳的IP和地址路由。
  • Traceroute程序的设计是利用ICMP及IP header的TTL(Time To Live)栏位(field)。首先,traceroute送出一个TTL是1的IP datagram(其实,每次送出的为3个40字节的包,包括源地址,目的地址和包发出的时间标签)到目的地,当路径上的第一个路由器(router)收到这个datagram时,它将TTL减1。此时,TTL变为0了,所以该路由器会将此datagram丢掉,并送回一个「ICMP time exceeded」消息(包括发IP包的源地址,IP包的所有内容及路由器的IP地址),traceroute 收到这个消息后,便知道这个路由器存在于这个路径上,接着traceroute 再送出另一个TTL是2 的datagram,发现第2 个路由器…… traceroute 每次将送出的datagram的TTL加1来发现另一个路由器,这个重复的动作一直持续到某个datagram 抵达目的地。当datagram到达目的地后,该主机并不会送回ICMP time exceeded消息,因为它已是目的地了,那么traceroute如何得知目的地到达了呢?

    Traceroute在送出UDP datagrams到目的地时,它所选择送达的port number
    是一个一般应用程序都不会用的号码(30000 以上),所以当此UDP datagram 到达目的地后该主机会送回一个「ICMP port unreachable」的消息,而当traceroute 收到这个消息时,便知道目的地已经到达了。所以traceroute 在Server端也是没有所谓的Daemon 程式。

  • Traceroute提取发 ICMP TTL到期消息设备的IP地址并作域名解析。每次,Traceroute都打印出一系列数据,包括所经过的路由设备的域名及IP地址,三个包每次来回所花时间。

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