ICMP 是个啥破玩意?(一)

简介: ICMP 的全称是 Internet Control Message Protocol(互联网控制协议),它是一种互联网套件,它用于IP 协议中发送控制消息。也就是说,ICMP 是依靠 IP 协议来完成信息发送的,它是 IP 的主要部分,但是从体系结构上来讲,它位于 IP 之上,因为 ICMP 报文是承载在 IP 分组中的,就和 TCP 与 UDP 报文段作为 IP 有效载荷被承载那样。

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我们之前的文章中了解过 TCP/IP 协议,我那时候码了一句

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原文链接见如下:

TCP/IP 基础知识总结

下面我们就来真正认识一下 ICMP 协议

什么是 ICMP

ICMP 的全称是 Internet Control Message Protocol(互联网控制协议),它是一种互联网套件,它用于IP 协议中发送控制消息。也就是说,ICMP 是依靠 IP 协议来完成信息发送的,它是 IP 的主要部分,但是从体系结构上来讲,它位于 IP 之上,因为 ICMP 报文是承载在 IP 分组中的,就和 TCP 与 UDP 报文段作为 IP 有效载荷被承载那样。这也就是说,当主机收到一个指明上层协议为 ICMP 的 IP 数据报时,它会分解出该数据报的内容给 ICMP,就像分解数据报的内容给 TCP 和 UDP 一样。

ICMP 协议和 TCP、UDP 等协议不同,它不用于传输数据,只是用来发送消息。因为 IP 协议现在有两类版本:IPv4 和 IPv6 ,所以 ICMP 也有两个版本:ICMPv4 和 ICMPv6

ICMP 的主要功能

对于 ICMP 的功能,主要分为两个

  • ICMP 的第一个功能是确认 IP 包是否能够成功到达目标地址,当两个设备通过互联网相连时,任意一个设备发送给另一个设备的 IP 包如果没有到达,就会生成 ICMP 数据包发送给设备共享。
  • ICMP 的第二个功能是进行网络诊断,经常使用 ICMP 数据包的两个终端程序是 pingtraceroute,traceroute 程序用于显示两台互联网设备之间可能的路径并测量数据包在 IP 网络上的时延。ping 程序是 traceroute 的简化版本,我们经常使用 ping 命令来测试两台设备之间是否互联,ping 通常用来测试两台主机之间的连接速度,并准确报告数据包到达目的地并返回后所花费的时间。

现在我们知道了,如果在 IP 通信过程中由于某个 IP 包由于某种原因未能到达目标主机,那么这个具体的原因将由 ICMP 进行通知,下面是一个 ICMP 的通知示意图

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上面我们只是画出了路由器 2 给主机 A 发送了一个 ICMP 数据包,而没有画出具体的通知类型,但实际情况是,上面发送的是目标不可达类型(Destination unreachable),ICMP 也是具有不同的通知类型的,下面我们汇总了 ICMP 数据包的具体通知类型。

通知类型(十进制数) 具体内容
0 回送应答(Echo Reply)
3 目标不可达(Destination Unreachable)
4 原点抑制(Source Quench)
5 重定向或改变路由(Redirect)
8 回送请求(Echo Request)
9 路由器公告(Router Advertisement)
10 路由器请求(Router Solicitation)
11 ICMP 超时(Time Exceeded)
17 地址子网请求(Address Mask Request)
18 地址子网应答(Address Mask Reply)

上表显示的 ICMP 通知类型主要分为两类:有关 IP 数据报传递的 ICMP 报文,这类报文也叫做差错报文(error message),以及有关信息采集和配置的 ICMP 报文,这类报文也被称为查询 query 或者信息类报文。

信息类报文包括回送请求和回送应答(类型 8 和 类型 0 ),路由器公告和路由器请求(类型 9 和 类型 0 )。最常见的差错报文类型包括目标不可达(类型 3 )、重定向(类型 5)、超时(类型 11)。

ICMP 在 IPv4 和 IPv6 的封装

我们知道,ICMP 是承载在 IP 内部的,而且 IPv4 和 IPv6 的封装位置不同:

ICMP 在 IPv4 协议中的封装

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ICMP 在 IPv6 协议中的封装

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上面两张图显示了 ICMPV4 和 ICMPv6 的报文格式。开头的 4 个字节在所有的报文中都是一样的。但是其余部分在不同的报文中却不一样。

ICMP 头部包含了整个 ICMP 数据段的校验和,具体格式如下

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所有的 ICMP 报文都以 8 位的类型(Type)代码(Code) 字段开始,其后的 16 位校验和涵盖了整个报文,ICMPv4 和 ICMPv6 种的类型和代码字段是不同的。

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