ICMP プロトコルがネットワーク内で最も強力な補助手段であるのはなぜですか?

今日は ICMP プロトコルについて話しましょう。ICMP はネットワーク界で最も強力なサポートと言えます。IP データパケットが途中で事故に遭遇した場合、ICMP に依存して通知されます。パケットは正常に送信されましたか? そうでない場合、その理由は何ですか?失敗？これらはすべて ICMP プロトコルによって通知されます。

ICMP は Internet Control Message Protocol (Internet Control Message Protocol) の略で、ネットワーク層の重要なプロトコルです。

ICMP は何のためにあるのでしょうか?

それはなんのためですか？なぜコントロールメッセージプロトコルと呼ばれるのでしょうか?また、何を制御するのでしょうか?

ICMP は、クエリメッセージとエラーメッセージの 2 つのカテゴリに分類されます。ping コマンドなどのクエリメッセージは当社によって開始され、エラーメッセージはエラー発生後に送信元に送信され、これはインターネットプロトコルモデルで合意されています。

ICMP エラーメッセージのフィードバックは、通信環境で発生するさまざまな問題で発生します。この情報を通じて、管理者は問題を診断し、問題を解決するための適切な措置を講じることができます。

ICMP エラーメッセージは、データ伝送リンク全体の中で非常に重要なリンクです。たとえて言えば、エラーメッセージは悪いニュースだけを伝えるメッセンジャーであり、データパケットがネットワーク内でずっと妨げられない場合、ICMP エラーメッセージはステルスのようなものであり、さまざまな障害に遭遇した場合にはその存在を知ることはできません。ネットワーク内でこのメッセンジャーが出てきて活動するのですが、その目的はただ一つ、このデータパケットに遭遇した事故を送信者に知らせることですが、単語（エラーコードに相当）は20種類以上しかありません。

たとえば、次の 2 つのシナリオはよく知られているはずです。

ルーターが IP データグラムを受信しても転送できない場合、ICMP「ホストに到達できません」エラーメッセージを送信します。
IP データグラムを別のルータに送信する必要がある場合、データグラムを受信したルータは IP データグラムの送信者に ICMP「リダイレクト」エラーメッセージを送信します。

ICMP プロトコルの説明

ネットワーク層で動作するため、IP プロトコルと並行して動作しているように見えますが、ICMP メッセージには IP ヘッダーが付加されており、一般に IP 層以上のプロトコル (TCP や UDP など) で使用されます。を除いて、ICMP プロトコルを直接使用するアプリケーションはほとんどありません ping。traceroute

ICMPプロトコル形式

IP プロトコルや TCP プロトコルと比較すると、ICMP プロトコル形式は依然として非常に単純です。

タイプ

タイプフィールドは 8 ビットを占め、主にメッセージの一般的なカテゴリを定義します。たとえば、タイプ 3 は Yes を意味し不可达、具体的な理由はコードフィールドによって決定されます。

コード

コードフィールドも 8 ビットを占めます。コードフィールドは、実際にはタイプの下のサブタイプです。たとえば、上記でタイプが 3 は到達不能、コードが 0、ネットワークが到達不能、コードが 1 であると述べています。ホストに到達できません。

チェックサム

これは、IP プロトコルのチェックサムと一致するエラーチェックに使用されます。

コンテンツ

タイプとコードが異なるということは、エラーの理由が異なることを意味し、エラーの理由ごとに対応する記述が必要であり、コンテンツ部分はエラーの理由を記述するために使用されます。

次にいくつかの例を示します。

下の図は、ICMP のクエリメッセージとエラーメッセージを分類したもので、オリジナルの Excel が必要な学生は、返信して ICMPソースファイルを入手できます。

宛先に到達不能のエラーメッセージ

宛先に到達できないという問題は、ネットワーク伝送でよく発生する問題であり、開発プロセス中、特に間違った IP への接続や間違ったポートの設定などのネットワークプログラミングを行っているときに遭遇したことがあるかもしれません。

上の表から、タイプが 3 の場合、それは到達不能エラーであり、コードの範囲は 0 から 15 まであります。つまり、到達不能には 16 の具体的な理由があることがわかります。この場合のプロトコルフォーマットは以下の通りです。

タイプ 3、コード 0 ～ 15。チェックサムの後には使用されない 4 バイトのスペースがありますが、理由はなく 0 でなければなりません。それだけです。

先ほども述べたように、種類やコードによってコンテンツ部分が異なります。宛先に到達できない場合、つまりタイプが 3 の場合、コンテンツは 2 つの部分、IP ヘッダーと元の IP データグラムのデータ部分の最初の 8 バイトに分割されます。

元の IP データグラムのデータ部分は、 TCP または UDP のネットワーク層より上のプロトコルを指します。TCP を例にとると、TCP はトランスポート層にあります。TCP データグラムがネットワーク層に到達すると、IP ヘッダーとIPデータパックになります。ここで言うデータ部分は TCP データグラムですが、このデータグラムは非常に大きい可能性があるため、最初の 8 バイトに含まれる情報で十分であるため、最初の 8 バイトだけで十分です。

TCP プロトコルの形式を思い出してください。最初の 8 バイトは、送信元ポート、宛先ポート、シリアル番号を含む、下図の赤いボックスです。

たとえば、コードが 3 の場合、ポートに到達できないというエラーメッセージが表示されます。TCP プロトコルの最初の 8 バイトを使用すると、エラーの原因となった元のデータメッセージ内の宛先ポートと、到達不能なポートを知ることができます。このポートです。また、元のパケットの送信元ポートが何であるかを知ることもできます。送信元ポート番号を使用すると、どのユーザープロセスがデータパケットを送信したかがわかり、そのデータパケットをこのプロセスに引き渡してエラーを適切に処理することができます。

ソースポート番号は、関連するユーザープロセスの重要な指標です。たとえば、2 つのポート 8888 と 8898 を占有するアプリケーションを開発しました。アプリケーションがインストールされているマシンがエラーメッセージを受信した場合、エラーメッセージの内容はその後元のデータパケットの一部の最初の 8 バイトを分解すると、送信元ポートが 8898 であることがわかり、これが開発したアプリケーションによって処理されることがわかります。

以下は、WireSharek によって検出された形式のポート到達不能エラーメッセージです。

未開封のポートに Telnet を実行すると、ICMP ポート到達不能エラーメッセージが表示されます。

クエリメッセージ

ICMP がクエリメッセージとして使用されるシナリオは比較的少数です。ICMP をクエリメッセージとして使用する意味は、ARP プロトコルまたは TCP プロトコルを使用するのと同じです。これは弊社によって開始されますが、ICMP プロトコルが選択されます。

たとえば、これら 2 つping について tracerouteは後ほど説明しますが、これら 2 つはさらに興味深いものであり、ICMP のアプリケーションにとって非常に賢いものです。

さらに、起動時に独自のサブネットマスクを取得するディスクレスシステムとして使用できます。また、サードパーティシステムから現在のタイムスタンプをクエリするために使用することもできます。

それを知ってください。

一部のシナリオでは、エラーメッセージが送信されない

シナリオによっては、ICMP エラーパケットによって引き起こされるブロードキャストストームを防ぐために、エラーパケットは送信されません。

ICMP エラーメッセージ自体にエラーが発生した場合、エラーメッセージは送信されません。読むのは少し複雑ですが、TCP、UDPエラーはエラーメッセージを送信しますが、ICMPエラーメッセージはエラーのソースに通知するプロセスで、その後は気にしないでください。そうでない場合は、ソースエンドなど、役に立たない可能性があります。ネットワークケーブルが切れています。ただし、ICMP クエリメッセージは ICMP エラーメッセージを生成する場合があり、たとえば、ping コマンドの送信中にエラーが発生した場合、送信側はエラーメッセージを受信します。
宛先アドレスがブロードキャストアドレスまたはマルチキャストアドレス（クラスDアドレス）のIPデータグラムはエラーメッセージを送信しません。
リンク層ブロードキャストデータグラムとして、エラーメッセージは送信されず、ARP は典型的なリンク層ブロードキャストデータグラムです。
それが IP フラグメンテーションの最初の部分ではない場合、エラーメッセージは送信されません。データが長すぎる場合、ネットワーク層はデータを断片化します。これらの断片は実際には同じデータパケットです。この場合、最初の断片だけがエラーメッセージとともに送信され、他の断片は無視されます。
送信元アドレスが単一ホストではないデータグラムの場合、エラーメッセージは送信されません。送信元アドレスは、ゼロアドレス、ループバックアドレス、ブロードキャストアドレス、またはマルチキャストアドレスにすることはできません。

要約する

1. ICMP はネットワーク層にありますが、IP ヘッダーを追加する必要があります。

2. ICMP はクエリメッセージとエラーメッセージに分かれており、主にエラーメッセージが使用されます。

3. ICMP エラーメッセージは、悪い知らせだけを通知するメッセージのようなもので、ネットワーク上でデータグラムに問題が発生した場合、その原因と元のデータグラムの必要な部分が通知内容に含まれます。エラーが発生しました。

4. 場合によっては、ICMP エラーメッセージが送信されません。これは、ネットワークストームを防ぐためです。

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