网络协议之 ICMP

网络协议之 ICMP

ICMP 简介

ICMP 全名为(INTERNET CONTROL MESSAGE PROTOCOL)网络控制消息协议。

ICMP 的协议号为1

ICMP 报文就像是 IP 报文的小弟,总顶着 IP 报文的名头出来混。因为 ICMP 报文是在 IP 报文内部的,如图:

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ICMP 类型

ICMP 报文主要有两大功能:查询报文和差错报文。

目的不可达(Destination Unreachable Message)

0 1 2 3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

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| Type | Code | Checksum |

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| unused |

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| Internet Header + 64 bits of Original Data Datagram |

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日常生活中,邮寄包裹会经过多个传递环节,任意一环如果无法传下去,都会返回寄件人,并附上无法邮寄的原因。同理,当路由器收到一个无法传递下去的 IP 报文时,会发送 ICMP目的不可达报文(Type 为 3)给 IP 报文的源发送方。报文中的 Code 就表示发送失败的原因。

Code

0 = net unreachable;

1 = host unreachable;

2 = protocol unreachable;

3 = port unreachable;

4 = fragmentation needed and DF set;

5 = source route failed.

超时(Time Exceeded Message)

0 1 2 3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

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| Type | Code | Checksum |

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| unused |

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| Internet Header + 64 bits of Original Data Datagram |

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网络传输 IP 数据报的过程中,如果 IP 数据包的 TTL 值逐渐递减为 0 时,需要丢弃数据报。这时,路由器需要向源发送方发送 ICMP 超时报文(Type 为 11),Code 为 0,表示传输过程中超时了。

一个 IP 数据报可能会因为过大而被分片,然后在目的主机侧把所有的分片重组。如果主机迟迟没有等到所有的分片报文,就会向源发送方发送一个 ICMP 超时报文,Code 为 1,表示分片重组超时了。

参数错误报文(Parameter Problem Message)

0 1 2 3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

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| Type | Code | Checksum |

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| Pointer | unused |

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| Internet Header + 64 bits of Original Data Datagram |

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当路由器或主机处理数据报时,发现因为报文头的参数错误而不得不丢弃报文时,需要向源发送方发送参数错误报文(Type 为 12)。当 Code 为 0 时,报文中的 Pointer 表示错误的字节位置。

源冷却(Source Quench Message)

0 1 2 3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

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| Type | Code | Checksum |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

| unused |

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| Internet Header + 64 bits of Original Data Datagram |

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路由器在处理报文时会有一个缓存队列。如果超过最大缓存队列,将无法处理,从而丢弃报文。并向源发送方发一个 ICMP 源冷却报文(Type 为 4),告诉对方:“嘿,我这里客满了,你迟点再来。”

重定向(Redirect Message)

0 1 2 3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

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| Type | Code | Checksum |

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| Gateway Internet Address |

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| Internet Header + 64 bits of Original Data Datagram |

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想像一下,在公司中,有人来你的项目组问你某某某在哪儿。你一想,我们组没有这人啊。你肯定就会说,我们组没有这号人,你去其他组看看。当路由收到 IP 数据报,发现数据报的目的地址在路由表上没有,它就会发 ICMP 重定向报文(Type 为 5)给源发送方,提醒它想要发送的地址不在,去其他地方找找吧。

请求回显或回显应答(Echo or Echo Reply Message)

0 1 2 3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

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| Type | Code | Checksum |

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| Identifier | Sequence Number |

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| Data …

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**Type(8)请求回显报文(Echo);Type(0)是回显应答报文(Echo Reply)**。

请求回显或回显应答报文属于查询报文。Ping 就是用这种报文进行查询和回应。

时间戳或时间戳请求(Timestamp or Timestamp Reply Message)

0 1 2 3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

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| Type | Code | Checksum |

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| Identifier | Sequence Number |

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| Originate Timestamp |

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| Receive Timestamp |

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| Transmit Timestamp |

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时间戳报文是用来记录收发以及传输时间的报文。Originate Timestamp 记录的是发送方发送报文的时刻;Receive Timestamp记录的是接收方收到报文的时刻;Transmit Timestamp表示回显这最后发送报文的时刻。

信息请求或信息响应

0 1 2 3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

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| Type | Code | Checksum |

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| Identifier | Sequence Number |

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这种报文是用来找出一个主机所在的网络个数(一个主机可能会在多个网络中)。报文的 IP 消息头的目的地址会填为全 0,表示 this,源地址会填为源 IP 所在的网络 IP。

总结

图:ICMP 知识点思维导图

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参考