ICMP协议详解

ICMP协议

一、基本功能

全称：Internet 控制消息协议(Internet Control Message Protocol)

是网络层的一个重要协议。ICMP协议用来在网络设备间传递各种差错和控制信息，并对于收集各种网络信息、诊断和排除各种网络故障等方面起着至关重要的作用

作用：通过传递ICMP报文，进行差错检查，错误报告以及控制功能。

总结：三大功能+两大应用

1.控制功能（重定向）

如上图场景中：当主机A(10.0.0.1)想要访问服务器A(20.0.0.1)时，由于主机和服务器处于不同网段，主机A需要将访问信息发送给网关路由RTB，RTB再将访问信息发送给服务器A，这种情况下就会出现：次优路径

ICMP的解决方法：主机在进行不同网段访问时，数据会交给网关（路由器），当路由器从接口收到该数据包时，进行查找路由表条目，发现数据包发出的接口和收到的接口一致时，会触发重定向报文

重定向报文包含：访问的目的地址+最优下一跳

回到上图场景：网关路由器收到主机A要访问服务器A的信息后，会将重定向报文发送给主机A，主机A收到后，产生主机路由，主机后续访问服务器A直接通过重定向报文中的下一跳进行访问，也就是直接将访问信息直接发送给RTA，不需要再通过网关路由器进行转发，从而解决次优路径

2.差错检测

通过查询(request)，和响应(reply)进行实现

3.错误报告

设备无法访问时，会自动会送相应的ICMP报告报文，可用于排障

二、ICMP数据包格式

①：ICMP是工作在网络层，协议号1

②：报文重要字段：Type+Code

​ type和code的不同组合可以表示不同功能的ICMP报文

类型 (type)	编码(code)	描述
0	0	Echo Reply
3	0	网络不可达
3	1	主机不可达
3	2	协议不可达
3	3	端口不可达
5	0	重定向
8	0	Echo Request

type为3的都是不可达信息，

两大应用:

①ping：

使用request和reply

​ 使用功能：差错检测

​ 作用：测试网络连通性

​ 使用方法：

ping + 目的IP(域名) + 选项（-a、-c 等等）

​ ping -a：指定报文的源IP，默认为出接口IP地址

​ ping -c：指定报文发送的数量，默认为5

​ ping -t：持续发送报文

​ ping -h：指定TTL的值，默认值为255

​ ping -i：指定发送ICMP报文的接口

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②tracert：

用以跟踪数据包经过的三层设备

​ 使用功能：错误报告

​ 作用：用于跟踪数据包的转发路径。一般用于排障。

​ 使用方法：

tracert + 选项（-a、-f、-m等等） + 目的IP地址

​ tracert -a 指定源IP

​ tracert -f 指定初次TTL的值

​ tracert -q 指定发送单个报文的次数，默认为3

​ tracert -m 最大的TTL值，默认为30

TTL(Time To LIVE)：用于路由防环路，封装在IP报文头部，默认为255，经过一台三层设备TTL-1，当TTL=0时，报文会被丢弃

原理：通过UDP报文和ICMP的错误报告（TTL）结合。

​ 第一步：发送一个TTL值为1的报文1，经过一跳路由器后，会返回一个ICMP错误报告，包含该跳路由器的IP地址

​ 第二步：发送一个TTL值为2的报文2，经过两跳路由器后，返回一个ICMP错误报告，包含第二跳路由器的IP地址

​ 往后，TTL值逐步加1（默认最大加到30），发送。然后返回ICMP错误报告。