ICMP協(xié)議講解PPT

1、1,ICMP協(xié)議介紹,部門：產(chǎn)品中心測試部 科室：軟件測試科 講師：門薈 時(shí)間：2015.3.24,Ip協(xié)議為了有效利用網(wǎng)絡(luò)資源，提供了不可靠和無連接的數(shù)據(jù)報(bào)交付服務(wù)，它只提供把數(shù)據(jù)報(bào)從源點(diǎn)交付到終點(diǎn)，而不關(guān)心過程中是否有丟失或者損壞。 Ip協(xié)議缺少：差錯(cuò)控制和查詢輔助機(jī)制,實(shí)際網(wǎng)絡(luò)都有哪些不可預(yù)知的錯(cuò)誤發(fā)生？ 例如： 1、路由器找不到最終終點(diǎn) 2、數(shù)據(jù)報(bào)生存時(shí)間為0而被丟棄 3、在有限時(shí)間內(nèi)主機(jī)無法收到一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的所有分片，而被迫丟棄已收到的分片 等等。,如果上述錯(cuò)誤發(fā)生該怎么辦？ 因此ICMP協(xié)議就順理成章得誕生了！,ICMP協(xié)議：Internet Control Message Prot

2、ocol 它對IP包無法傳輸時(shí)提供報(bào)告，這些差錯(cuò)報(bào)告幫助了發(fā)送方了解為什么無法傳遞，網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了什么問題，確定應(yīng)用程序后續(xù)操作。 它還提供了一種查詢機(jī)制，有利于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境分析和網(wǎng)絡(luò)問題定位。 ICMP是一種差錯(cuò)與控制集于一體的協(xié)議，不僅用于傳輸差錯(cuò)報(bào)文，而且用于傳輸控制報(bào)文，以及請求/應(yīng)答報(bào)文,主要內(nèi)容,ICMP協(xié)議的類型 ICMP報(bào)文格式 常用ICMP差錯(cuò)報(bào)文 常用ICMP控制報(bào)文 常用ICMP請求/應(yīng)答報(bào)文,6,網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議 ICMP,為了提高 IP 數(shù)據(jù)報(bào)交付成功的機(jī)會，在網(wǎng)際層使用了網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議 ICMP (Internet Control Message Protocol)。 I

3、CMP 允許主機(jī)或路由器報(bào)告差錯(cuò)情況和提供有關(guān)異常情況的報(bào)告。 ICMP 不是高層協(xié)議，而是 IP 層的協(xié)議。 ICMP 報(bào)文作為 IP 層數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)，加上數(shù)據(jù)報(bào)的首部，組成 IP 數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送出去。,7,ICMP協(xié)議,8,ICMP報(bào)文的類型,9,ICMP報(bào)文,ICMP差錯(cuò)報(bào)文 ICMP差錯(cuò)報(bào)文伴隨著丟棄出錯(cuò)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的。一旦IP發(fā)現(xiàn)出錯(cuò)，首先丟棄出錯(cuò)的IP數(shù)據(jù)報(bào)，之后發(fā)出ICMP差錯(cuò)報(bào)文。 ICMP差錯(cuò)報(bào)文不享受特別的優(yōu)先級，作為一般數(shù)據(jù)傳輸。為了更好地幫助源主機(jī)排錯(cuò)，ICMP差錯(cuò)報(bào)文中除了包含出錯(cuò)數(shù)據(jù)報(bào)的報(bào)頭，而且還包括其數(shù)據(jù)區(qū)的前64bits的數(shù)據(jù)。 ICMP差錯(cuò)報(bào)文包括目的地不可達(dá)報(bào)文、

4、超時(shí)報(bào)文、參數(shù)錯(cuò)報(bào)文等。,10,ICMP報(bào)文,ICMP控制報(bào)文 IP協(xié)議包括了擁塞控制和路由控制兩個(gè)部分，ICMP提供了相應(yīng)的控制報(bào)文：源抑制報(bào)文和重定向報(bào)文。 ICMP請求/應(yīng)答報(bào)文 ICMP還提供了一些用于獲得有用信息的一些請求/應(yīng)答報(bào)文：ECHO請求/應(yīng)答報(bào)文和時(shí)間戳請求/應(yīng)答報(bào)文。,11,ICMP 報(bào)文的格式,12,首 部,ICMP 報(bào)文,0,數(shù) 據(jù) 部 分,檢驗(yàn)和,類型,代碼,（這 4 個(gè)字節(jié)取決于 ICMP 報(bào)文的類型）,8,16,31,IP 數(shù)據(jù)報(bào),前 4 個(gè)字節(jié) 都是一樣的,ICMP 的數(shù)據(jù)部分（長度取決于類型）,ICMP報(bào)文格式,類型域 ICMP報(bào)文類型 類型域 ICMP報(bào)文

5、類型 0 回應(yīng)應(yīng)答 12 數(shù)據(jù)報(bào)參數(shù)錯(cuò) 3 信宿不可到達(dá) 13 時(shí)戳請求 4 源抑制 14 時(shí)戳應(yīng)答 5 重定向 17 地址模請求 8 回應(yīng)請求 18 地址模響應(yīng) 11 數(shù)據(jù)報(bào)超時(shí),13,ICMP報(bào)文格式,代碼(code): 提供報(bào)文類型的進(jìn)一步信息 ； 校驗(yàn)和(checksum): 提供整個(gè)ICMP報(bào)文的校驗(yàn)和； 數(shù)據(jù)區(qū)：包括出錯(cuò)數(shù)據(jù)報(bào)的報(bào)頭及該數(shù)據(jù)報(bào)的前64bit數(shù)據(jù)；這些信息可以幫助信源機(jī)確定出錯(cuò)數(shù)據(jù)報(bào).,14,1、差錯(cuò)報(bào)文,ICMP差錯(cuò)報(bào)文 目的地不可達(dá),當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)認(rèn)為某數(shù)據(jù)報(bào)的目的地不可達(dá)時(shí)，就向該數(shù)據(jù)報(bào)的源主機(jī)發(fā)送一個(gè)目的地不可達(dá)的ICMP分組。 ICMP報(bào)文 type （8bit

6、s） 3 code （8bits） 0 = net unreachable; 1 = host unreachable; 2 = protocol unreachable; 3 = port unreachable; 4 = fragmentation needed and DF set; 5 = source route failed. 6、7、815有15個(gè)code，不一一列舉。 Checksum（16bits） unused （32bits） Internet header + 64 bits of original data dategram,16,討論,信宿不可達(dá)的4個(gè)層次：網(wǎng)絡(luò)、主

7、機(jī)、協(xié)議、端口； 網(wǎng)絡(luò)不可到達(dá) ：尋址故障； 主機(jī)不可到達(dá) ：信宿機(jī)所在網(wǎng)絡(luò)的最后一個(gè)網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)其關(guān)閉或故障； 協(xié)議和端口不可到達(dá) 網(wǎng)絡(luò)高層可采用多種協(xié)議，通過協(xié)議端口(port)實(shí)現(xiàn)訪問； 協(xié)議號、端口號和網(wǎng)絡(luò)地址、主機(jī)地址一樣，作為數(shù)據(jù)報(bào)信宿地址的一部分使用； 同一協(xié)議可以通過不同的協(xié)議端口，同時(shí)處理多個(gè)訪問；,17,討論,下面各種情況不會導(dǎo)致產(chǎn)生ICMP差錯(cuò)報(bào)文： 1) ICMP 差錯(cuò)報(bào)文。 2) 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)。 3) 作為鏈路層廣播的數(shù)據(jù)報(bào)。 4) 不是IP 分片的第一片。 5) 源地址不是單個(gè)主機(jī)的數(shù)據(jù)報(bào)。即源地址不能為零地址、環(huán)回地址、廣

8、播地址或多播地址。,18,為了防止過去允許ICMP差錯(cuò)報(bào)文對廣播分組響應(yīng)所帶來的廣播風(fēng)暴。,ICMP差錯(cuò)報(bào)文 超時(shí),當(dāng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)某數(shù)據(jù)報(bào)的TTL域?yàn)榱?，需要丟棄此數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，需要向該數(shù)據(jù)報(bào)的源主機(jī)告知超時(shí)出錯(cuò)。 當(dāng)目的主機(jī)在分段重組時(shí)，規(guī)定時(shí)間內(nèi)由于分段丟失未完成重組，需要發(fā)送超時(shí)報(bào)文。 ICMP報(bào)文 type （8bits） 11 code （8bits） 0 = time to live exceeded in transit; 1 = fragment reassembly time exceeded; Checksum（16bits） unused （32bits） Internet

9、header + 64 bits of original data dategram,19,ICMP差錯(cuò)報(bào)文 參數(shù)錯(cuò),當(dāng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)或主機(jī)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)報(bào)中的報(bào)頭參數(shù)出錯(cuò)（例如選項(xiàng)出錯(cuò)，無效報(bào)頭等）時(shí)，發(fā)送參數(shù)錯(cuò)報(bào)文。 ICMP報(bào)文 type （8bits） 12 code （8bits） 0 =包頭出錯(cuò) 1=缺少所需的選項(xiàng)部分 Checksum（16bits） Pointer（8bits） 當(dāng)code0時(shí)，標(biāo)明發(fā)生錯(cuò)誤的八位組。 unused （24bits） Internet header + 64 bits of original data dategram,20,2、控制報(bào)文,ICMP控制報(bào)文

10、源抑制,對于無連接的IP協(xié)議而言，擁塞控制是一個(gè)很重要的問題，TCP/IP利用發(fā)送ICMP源抑制報(bào)文，抑制源主機(jī)發(fā)出數(shù)據(jù)的速率來解決擁塞問題。 ICMP源抑制報(bào)文中type4，code1。,22,ICMP控制報(bào)文 源抑制,發(fā)送源抑制報(bào)文的情況： 當(dāng)路由器或者主機(jī)因擁塞而丟棄數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，它就向數(shù)據(jù)報(bào)的發(fā)送端發(fā)送源點(diǎn)抑制報(bào)文。 目的： 1、通知源點(diǎn)，數(shù)據(jù)報(bào)已經(jīng)被丟棄 2、警告源點(diǎn)，路徑中某處出現(xiàn)了擁塞，源點(diǎn)必須放慢發(fā)送過程。,23,ICMP控制報(bào)文 源抑制,ICMP源抑制包括了三個(gè)階段： 網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生擁塞，向源主機(jī)發(fā)出ICMP源抑制報(bào)文。 源主機(jī)在收到源抑制報(bào)文后，按照一定的速率降低發(fā)往某目的主

11、機(jī)的數(shù)據(jù)報(bào)速率。源主機(jī)在降低了速率后，一定的時(shí)間間隔內(nèi)不會理會關(guān)于同一目的主機(jī)的源抑制報(bào)文，只有在下一個(gè)時(shí)間間隔開始的時(shí)候，關(guān)于同一目的主機(jī)的源抑制報(bào)文采會再次生效。 擁塞的解除由源主機(jī)自行完成。在下一個(gè)時(shí)間間隔到達(dá)時(shí)，沒有收到關(guān)于同一目的主機(jī)的源抑制報(bào)文，源主機(jī)就結(jié)束對該目的主機(jī)的擁塞控制，逐漸恢復(fù)正常流量。,24,ICMP控制報(bào)文 重定向,在Internet中，主機(jī)在啟動時(shí)只知道最少的尋徑信息，保證主機(jī)將數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送出去，但未必是最優(yōu)路由。啟動后，通過ICMP重定向報(bào)文，在數(shù)據(jù)傳輸過程中，主機(jī)可以不斷從同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)中得到新的路由信息。,25,ICMP控制報(bào)文 重定向,ICMP的重定向

12、功能保證主機(jī)擁有一個(gè)動態(tài)的，即小且優(yōu)的路由表。 如果網(wǎng)絡(luò)X的主機(jī)A發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)到另外一個(gè)網(wǎng)絡(luò)Y的主機(jī)B，主機(jī)A的路由表中指示通過路由器G1可以到達(dá)網(wǎng)絡(luò)Y。 該數(shù)據(jù)報(bào)被發(fā)送到路由器G1，G1通過查閱自己的路由表發(fā)現(xiàn)，從網(wǎng)絡(luò)X到網(wǎng)絡(luò)Y經(jīng)過路由器G2是一條最佳路由。 路由器G1在將該數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)絡(luò)Y后，發(fā)送一個(gè)ICMP重定向報(bào)文給主機(jī)A，告知到達(dá)網(wǎng)絡(luò)Y的最佳路由為路由器G2。 經(jīng)過不斷積累，主機(jī)的路由表就越來越充實(shí)、優(yōu)化了。 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，不能用于網(wǎng)關(guān)之間的路徑信息交換。,26,ICMP控制報(bào)文 重定向,ICMP重定向報(bào)文 type （8bits） 5

13、code （8bits） 0 = Redirect datagrams for the Network. 1 = Redirect datagrams for the Host. 2 = Redirect datagrams for the Type of Service and Network. 3 = Redirect datagrams for the Type of Service and Host. Checksum（16bits） Gateway Internet Address (32 bits) ：網(wǎng)關(guān)地址 Internet header + 64 bits of origin

14、al data dategram,27,3、請求應(yīng)答報(bào)文,ICMP故障診斷與網(wǎng)絡(luò)控制報(bào)文,用于故障診斷與網(wǎng)絡(luò)控制的ICMP報(bào)文是以請求/應(yīng)答對形式雙向傳輸?shù)膱?bào)文； 用于故障診斷與網(wǎng)絡(luò)控制的ICMP報(bào)文有： * 回應(yīng)請求 / 回應(yīng)應(yīng)答 * 時(shí)戳請求 / 時(shí)戳應(yīng)答 * 地址模請求 / 地址模應(yīng)答,29,ECHO請求和應(yīng)答,用于測試目的地址的可達(dá)性，ping命令實(shí)現(xiàn)了ECHO請求/應(yīng)答的功能。 ECHO請求/應(yīng)答報(bào)文 type （8bits） 8 echo message 0 echo reply message code （8bits） = 0 Checksum（16bits） Identifie

15、r（16bits） Sequence Number（16bits） 其中標(biāo)識和序號用于幫助區(qū)分不同的ECHO請求/應(yīng)答對。 Data ,30,主機(jī)A,ICMP Echo,ICMP Re-Echo,主機(jī)B可 以連通嗎？,主機(jī)B,是的，我已經(jīng)開機(jī)， 并與你連接暢通。,Ping程序,Ping程序由Mike Muuss 編寫，目的是為了測試另一臺主機(jī)是否可達(dá)。該程序發(fā)送一份ICMP回顯請求報(bào)文給主機(jī)，并等待返回ICMP回顯應(yīng)答。 Ping程序能測出到這臺主機(jī)的往返時(shí)間，以表明該主機(jī)離我們有“多遠(yuǎn)”。 問題：如果不能Ping到某臺主機(jī)，是否能認(rèn)為該主機(jī)不可達(dá)？,31,Ping命令舉例,Cping 172

16、.16.1.20 Pinging 172.16.1.20 with 32 bytes of data: （正常） Reply from 172.16.1.20: bytes=32 time10ms TTL=127 Reply from 172.16.1.20: bytes=32 time10ms TTL=127 Reply from 172.16.1.20: bytes=32 time10ms TTL=127 Reply from 172.16.1.20: bytes=32 time10ms TTL=127 Ping statistics for 172.16.1.20: Packets: S

17、ent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss), Approximate round trip times in milli-seconds: Minimum = 0ms, Maximum = 0ms, Average = 0ms,32,Ping命令舉例,Pinging 172.16.1.21 with 32 bytes of data: （有問題） Request timed out. Request timed out. Request timed out. Request timed out. Ping statistics for 172.16.1.

18、21: Packets: Sent = 4, Received = 0, Lost = 4 (100% loss), Approximate round trip times in milli-seconds: Minimum = 0ms, Maximum = 0ms, Average = 0ms,33,時(shí)間戳請求和應(yīng)答報(bào)文,用于時(shí)鐘同步一個(gè)最簡單的方法就是ICMP協(xié)議中的時(shí)間戳請求/應(yīng)答報(bào)文。ICMP先利用時(shí)間戳請求和應(yīng)答報(bào)文從其他機(jī)器處得到其當(dāng)前時(shí)間，經(jīng)過計(jì)算后再同步時(shí)鐘。 時(shí)間戳請求/應(yīng)答報(bào)文 type （8bits） 13 timestamp message 14 timestamp reply