ICMP協(xié)議詳解ppt課件

.,ICMP協(xié)議,1ICMP協(xié)議的概念與作用2ICMP數(shù)據(jù)包的層次與格式3ICMP數(shù)據(jù)包的類型4ICMP差錯(cuò)報(bào)文的特點(diǎn)5各種ICMP數(shù)據(jù)包5.1差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文5.2icmp控制報(bào)文5.3icmp請求/應(yīng)答報(bào)文6.ICMP應(yīng)用：1.ping2.tracert3.MTU計(jì)算,.,1ICMP協(xié)議的概念與作用,ICMP（InternetControlMessagesProtocol,網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議），通過它可以知道故障的具體原因和位置。由于IP不是為可靠傳輸服務(wù)設(shè)計(jì)的，ICMP的目的主要是用于在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送出錯(cuò)和控制消息。ICMP的錯(cuò)誤報(bào)告只能通知出錯(cuò)數(shù)據(jù)包的源主機(jī)，而無法通知從源主機(jī)到出錯(cuò)路由器途中的所有路由器(環(huán)路時(shí))。ICMP數(shù)據(jù)包是封裝在IP數(shù)據(jù)包中的。,.,2ICMP數(shù)據(jù)包的層次與格式,層次：ICMP數(shù)據(jù)包是封裝在IP數(shù)據(jù)包中的。,.,2ICMP數(shù)據(jù)包的層次與格式,ICMP數(shù)據(jù)包格式如圖5-1所示。,.,3.ICMP數(shù)據(jù)包類型,ICMP報(bào)文的種類有三大類種，即ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文、控制報(bào)文、請求/應(yīng)答報(bào)文。各大類型報(bào)文又分多種類型報(bào)文。（見后面附圖）,.,3.ICMP數(shù)據(jù)包類型,IP協(xié)議全貌,.,3.ICMP數(shù)據(jù)包類型,ICMP報(bào)文的類型和代碼字段的值與ICMP報(bào)文類型的對應(yīng)關(guān)系,.,3.ICMP數(shù)據(jù)包類型,ICMP報(bào)文類型,.,3.ICMP數(shù)據(jù)包類型,ICMP報(bào)文類型,.,3.ICMP數(shù)據(jù)包類型,ICMP報(bào)文類型,.,4ICMP差錯(cuò)報(bào)文的特點(diǎn),報(bào)告IP數(shù)據(jù)報(bào)在傳輸中的差錯(cuò)是ICMP報(bào)文最基本的功能，ICMP差錯(cuò)報(bào)文有如下特點(diǎn)：(1)ICMP差錯(cuò)報(bào)文都是由路由器發(fā)送到源主機(jī)的，因?yàn)镮P數(shù)據(jù)報(bào)中含有源主機(jī)的IP地址，報(bào)告給源主機(jī)是最可行的方案，另外，發(fā)出IP數(shù)據(jù)報(bào)的源主機(jī)最需要知道數(shù)據(jù)是否到達(dá)目標(biāo)主機(jī)。(2)ICMP差錯(cuò)報(bào)文只提供IP數(shù)據(jù)報(bào)在傳輸過程中的差錯(cuò)報(bào)告，并不規(guī)定對各類差錯(cuò)應(yīng)采取什么樣的處理措施。具體對差錯(cuò)的處理，由收到ICMP差錯(cuò)報(bào)文的源主機(jī)將相應(yīng)的差錯(cuò)與應(yīng)用程序聯(lián)系起來才能進(jìn)行相應(yīng)的差錯(cuò)處理。,.,4ICMP差錯(cuò)報(bào)文的特點(diǎn),(3)ICMP差錯(cuò)報(bào)文不享受任何優(yōu)先權(quán)，也沒有特別的可靠性保證措施，與普通的IP數(shù)據(jù)報(bào)一樣進(jìn)行傳輸，傳輸過程中可能被丟失、損壞，甚至被拋棄。(4)ICMP差錯(cuò)報(bào)文是伴隨著拋棄出錯(cuò)的IP數(shù)據(jù)報(bào)而產(chǎn)生的。(5)當(dāng)路由器發(fā)送一份參數(shù)錯(cuò)誤等的ICMP差錯(cuò)報(bào)文時(shí)，ICMP報(bào)文數(shù)據(jù)區(qū)始終包含產(chǎn)生ICMP差錯(cuò)報(bào)文的IP數(shù)據(jù)報(bào)的頭部和其數(shù)據(jù)區(qū)的前8個(gè)字節(jié)(64位)。,.,4ICMP差錯(cuò)報(bào)文的特點(diǎn),當(dāng)路由器發(fā)送參數(shù)錯(cuò)誤等的ICMP報(bào)文數(shù)據(jù)字段由兩部分組成，一部分是收到的需要進(jìn)行差錯(cuò)報(bào)告的IP數(shù)據(jù)報(bào)的首部，另一部分是IP數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)字段的前8個(gè)字節(jié)，如圖5-3所示。,.,4ICMP差錯(cuò)報(bào)文的特點(diǎn),(6)在有些情況下，為了防止在網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生大量的ICMP差錯(cuò)報(bào)文(廣播風(fēng)暴)，影響網(wǎng)絡(luò)的正常工作，即使發(fā)生差錯(cuò)，也不會產(chǎn)生ICMP差錯(cuò)報(bào)文，這些情況包括：ICMP報(bào)文發(fā)生差錯(cuò)。這是為了避免差錯(cuò)報(bào)文無休止產(chǎn)生而規(guī)定的(但I(xiàn)CMP查詢報(bào)文可能會產(chǎn)生ICMP差錯(cuò)報(bào)文)。目的地址是廣播地址或多播地址(D類地址)的IP數(shù)據(jù)報(bào)。作為鏈路層廣播的數(shù)據(jù)報(bào)。不是IP分片的第一片。源地址不是單個(gè)主機(jī)的數(shù)據(jù)報(bào)。這就是說，源地址不能為零地址、回送地址、廣播地址或多播地址。,.,5.1差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文,信息不可達(dá)報(bào)文,網(wǎng)關(guān)在以下情況下發(fā)出信息不可到達(dá)報(bào)告1）信宿機(jī)硬件出現(xiàn)故障或關(guān)機(jī)；2）發(fā)送者指定的地址不存在；3）網(wǎng)關(guān)不知道去往信宿的路徑；信宿不可到達(dá)報(bào)告的格式,.,碼域值：012,進(jìn)一步說明信宿不可到達(dá)的具體原因碼值意義碼值意義0網(wǎng)絡(luò)不可到達(dá)1主機(jī)不可到達(dá)2協(xié)議不可到達(dá)3端口不可到達(dá)4需分片,但DF置位5源路由失敗6信宿網(wǎng)絡(luò)未知7信宿主機(jī)未知8源主機(jī)被隔離9與信宿網(wǎng)絡(luò)的通信被隔離10與信宿主機(jī)的通信被隔離11對請求的服務(wù)類型,網(wǎng)絡(luò)不可到達(dá)12對請求的服務(wù)類型,主機(jī)不可到達(dá),5.1差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文,信息不可達(dá)報(bào)文,.,5.1差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文,互連網(wǎng)尋址是路由器根據(jù)本地尋徑表進(jìn)行的；如果尋址出現(xiàn)錯(cuò)誤，可能出現(xiàn)routingcycle;為了避免報(bào)文無限制的在網(wǎng)中循環(huán)，IP協(xié)議采用了兩種措施：在數(shù)據(jù)報(bào)頭設(shè)置TTL域；對分片數(shù)據(jù)報(bào)采用定時(shí)器技術(shù)；當(dāng)報(bào)文超時(shí)出現(xiàn)時(shí)，路由器或信宿立即丟棄該數(shù)據(jù)報(bào)，并使用ICMP超時(shí)報(bào)文向信源機(jī)發(fā)送報(bào)告；,超時(shí)報(bào)文,.,5.1差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文,1)參數(shù)出錯(cuò)報(bào)文報(bào)告出錯(cuò)的報(bào)文頭與錯(cuò)誤的報(bào)文選項(xiàng)參數(shù)2)路由器或信宿機(jī)在丟棄參數(shù)出錯(cuò)的報(bào)文時(shí)，將向信源機(jī)發(fā)出參數(shù)出錯(cuò)報(bào)文；3）參數(shù)出錯(cuò)報(bào)文格式：,0-數(shù)據(jù)報(bào)某個(gè)參數(shù)錯(cuò)，指針域指向出錯(cuò)的字節(jié)；1-數(shù)據(jù)報(bào)缺少某個(gè)選項(xiàng)，無指針域；,參數(shù)出錯(cuò)報(bào)文,.,5.2ICMP控制報(bào)文,ICMP控制報(bào)文1擁塞控制與源站抑制報(bào)文當(dāng)一個(gè)路由器接收IP數(shù)據(jù)報(bào)的速度比其處理IP數(shù)據(jù)報(bào)的速度快，或一個(gè)路由器傳入數(shù)據(jù)報(bào)的速率大于傳出數(shù)據(jù)報(bào)的速率時(shí)，就會產(chǎn)生擁塞(Congestion)現(xiàn)象。這時(shí)路由器可以通過發(fā)送源站抑制(SourceQuench)報(bào)文來抑制源主機(jī)發(fā)送IP數(shù)據(jù)報(bào)的速率，避免可能產(chǎn)生的差錯(cuò)。,.,5.2ICMP控制報(bào)文,源站抑制報(bào)文的類型字段為4，代碼字段只能為0。源站抑制技術(shù)進(jìn)行擁塞控制的方法如下：(1)當(dāng)路由器發(fā)生擁塞時(shí)，便發(fā)出ICMP源站抑制報(bào)文。擁塞的判別可以用三種方法：一是檢查路由器緩存區(qū)是否已滿；二是給緩存區(qū)輸出隊(duì)列設(shè)置一個(gè)閾值，判斷隊(duì)列中數(shù)據(jù)報(bào)的個(gè)數(shù)是否超過閾值；三是檢測某輸入線路的傳輸率是否過高。(2)源主機(jī)收到抑制報(bào)文后，按一定的速率降低發(fā)往目標(biāo)主機(jī)的數(shù)據(jù)報(bào)傳輸率。(3)如果在一定的時(shí)間間隔內(nèi)源主機(jī)沒有收到抑制報(bào)文，便認(rèn)為擁塞已解除，源主機(jī)可以逐漸恢復(fù)到原來數(shù)據(jù)報(bào)的流量。,.,5.2ICMP控制報(bào)文,2.路由控制與重定向報(bào)文假如源主機(jī)要向目標(biāo)主機(jī)發(fā)送IP數(shù)據(jù)報(bào)，源主機(jī)的默認(rèn)路由是路由器1，則源主機(jī)先把IP數(shù)據(jù)報(bào)送到路由器1，再由路由器1進(jìn)行路由選擇。路由器1經(jīng)過選路后，把IP數(shù)據(jù)報(bào)送到路由器2。同時(shí)路由器1也發(fā)現(xiàn)源主機(jī)要發(fā)送到目標(biāo)主機(jī)的IP數(shù)據(jù)報(bào)以后可以直接發(fā)送到路由器2(因?yàn)槁酚善?和路由器2同在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中)，則路由器1向源主機(jī)發(fā)送一個(gè)ICMP重定向報(bào)文，告訴它可以直接把IP數(shù)據(jù)報(bào)送到路由器2。這樣，就使源主機(jī)始終保持著一個(gè)動態(tài)的、既小且優(yōu)的路徑表。,.,5.2ICMP控制報(bào)文,ICMP重定向例子,.,5.2ICMP控制報(bào)文,重定向優(yōu)缺點(diǎn)與報(bào)文格式優(yōu)點(diǎn)：保證主機(jī)有一個(gè)動態(tài)、小而優(yōu)的尋徑表缺點(diǎn)：只能用于同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的網(wǎng)關(guān)與主機(jī)之間的路徑信息交換而不能用于網(wǎng)關(guān)之間的路徑信息交換；,碼值：1-對主機(jī)重定向報(bào)文；2-對服務(wù)類型和網(wǎng)絡(luò)的重定向報(bào)文3-對服務(wù)類型和主機(jī)的重定向報(bào)文ICMP差錯(cuò)報(bào)告與控制報(bào)文是單向傳輸?shù)膱?bào)文,.,5.3請求與應(yīng)答報(bào)文,回送請求與應(yīng)答報(bào)文,1）目的：測試信宿機(jī)或路由器是否可以到達(dá)；2）報(bào)文格式：,1）標(biāo)識符與序號用來確定是哪一臺主機(jī)發(fā)出的回應(yīng)請求；2）回應(yīng)請求與應(yīng)答報(bào)文以IP數(shù)據(jù)報(bào)方式在互連網(wǎng)中傳輸，如果成功接收到應(yīng)答報(bào)文的話，則說明數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、IP與ICMP軟件工作正常，信宿機(jī)可以到達(dá)；3）TCP/IP實(shí)現(xiàn)中，用戶的ping命令就是利用回應(yīng)請求與應(yīng)答報(bào)文測試信宿機(jī)是否可以到達(dá)；,.,5.3請求與應(yīng)答報(bào)文,1）目的:同步互連網(wǎng)中各個(gè)主機(jī)的時(shí)鐘;2）方法：首先利用該報(bào)文從其它主機(jī)處獲得其時(shí)鐘的當(dāng)前時(shí)間,根據(jù)時(shí)戳請求與應(yīng)答報(bào)文接收的時(shí)間,計(jì)算出兩地的往返延遲,以此數(shù)據(jù)來同步時(shí)鐘,因此這種時(shí)鐘同步能力是有限的;3）時(shí)戳請求與應(yīng)答報(bào)文的格式:,時(shí)戳請求與應(yīng)答報(bào)文,.,5.3請求與應(yīng)答報(bào)文,地址掩碼請求與應(yīng)答報(bào)文,1)用于無盤系統(tǒng)在引導(dǎo)過程中獲取自己的子網(wǎng)掩碼。2)主機(jī)啟動時(shí)，會廣播一個(gè)地址掩碼請求報(bào)文。路由器收到地址掩碼請求報(bào)文后，回送一個(gè)包含本網(wǎng)使用的32位地址掩碼的應(yīng)答報(bào)文。,.,27,有三種基于ICMP的簡單而廣泛使用的應(yīng)用為：Ping，Traceroute，MTU測試Ping使用ICMP回送和應(yīng)答消息來確定一臺主機(jī)是否可達(dá)。,ICMP應(yīng)用,發(fā)送數(shù)據(jù)Z,我不知道怎樣訪問Z,廣域網(wǎng),到Z,目的端不可達(dá),ICMP描述了目的地不可達(dá),A,.,28,B可以到達(dá)嗎？,可以，我在這里。,ICMP回聲請求,ICMP回聲應(yīng)答,由PING命令產(chǎn)生的回聲應(yīng)答,A,B,Ping是應(yīng)用層直接使用網(wǎng)絡(luò)層ICMP的一個(gè)例子。它沒有通過運(yùn)輸層的TCP或UDP.,.,29,Tracert該程序用來確定通過網(wǎng)絡(luò)的路由IP數(shù)據(jù)報(bào)。Tracert基于ICMP和UDP。它把一個(gè)TTL為1的IP數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送給目的主機(jī)。第一個(gè)路由器把TTL減小到0，丟棄該數(shù)據(jù)報(bào)并把ICMP超時(shí)消息返回給源主機(jī)。這樣，路徑上的第一個(gè)路由器就被標(biāo)識了。隨后用不斷增大的TTL值重復(fù)這個(gè)過程，標(biāo)識出通往目的主機(jī)的路徑上確切的路由器系列.繼續(xù)這個(gè)過程直至該數(shù)據(jù)報(bào)到達(dá)目的主機(jī)。但是目的主機(jī)哪怕接收到TTL為1的IP數(shù)據(jù)報(bào)，也不會丟棄該數(shù)據(jù)并產(chǎn)生一份超時(shí)ICMP報(bào)文，這是因?yàn)閿?shù)據(jù)報(bào)已經(jīng)到達(dá)其最終目的地。那么如何判斷是否已經(jīng)到達(dá)目的主機(jī)了呢？,.,.,31,用ICMP發(fā)現(xiàn)路徑MTU,網(wǎng)絡(luò)MTU：MaxTransmissionUnit是網(wǎng)絡(luò)最大傳輸單元（包長度），IP路由器必須對超過MTU的IP報(bào)進(jìn)行分片，目的主機(jī)再完成重組處理，所以確定源到目的路徑MTU對提高傳輸