TCP/IP学习笔记（4）-ICMP，ping，traceroute

柔光的暖阳◎ 2022-04-22 08:52 185阅读 0赞

## **TCP / IP学习笔记（4）-ICMP，平，跟踪路由** ##

**IMCP协议介绍**

当传送IP数据包发生错误 - 比如主机不可达，路由不可达等等，ICMP协议将会把错误信息封包，然后传送回给主机。给主机一个处理错误的机会，这也就是为什么说建立在IP层以上的协议是可能做到安全的原因.ICMP数据包由8bit的错误类型和8bit的代码和16bit的校验和组成。而前16bit就组成了ICMP所要传递的信息。书上的图6 -3清楚的给出了错误类型和代码的组合代表的意思。

尽管在大多数情况下，错误的包传送应该给出ICMP报文，但是在特殊情况下，是不产生ICMP错误报文的如下：

1.ICMP差错报文不会产生ICMP差错报文（出IMCP查询报文）（防止IMCP的无限产生和传送）

2.目的地址是广播地址或多播地址的IP数据报。

3.作为链路层广播的数据报。

4.不是IP分片的第一片。

5.源地址不是单个主机的数据报。这就是说，源地址不能为零地址，环回地址，广播地址或多播地址。  
   虽然里面的一些规定现在还不是很明白，但是所有的这一切规定，都是为了防止产生ICMP报文的无限传播而定义的。

ICMP协议大致分为两类，一种是查询报文，一种是差错报文其中查询报文有以下几种用途：

1.ping查询

2.子网掩码查询（用于无盘工作站在初始化自身的时候初始化子网掩码）

3.时间戳查询（可以用来同步时间）

而差错报文则产生在数据传送发生错误的时候，就不赘述了。

**ICMP的应用--ping**

中国平安可以说是ICMP的最著名的应用，当我们某一个网站上不去的时候通常会平一下这个网站.ping会回显出一些有用的信息一般的信息如下。：

Reply from 10.4.24.1: bytes=32 time<1ms TTL=255
    Reply from 10.4.24.1: bytes=32 time<1ms TTL=255
    Reply from 10.4.24.1: bytes=32 time<1ms TTL=255
    Reply from 10.4.24.1: bytes=32 time<1ms TTL=255
    
    Ping statistics for 10.4.24.1:
        Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
    Approximate round trip times in milli-seconds:
        Minimum = 0ms, Maximum = 0ms, Average = 0ms

平这个单词源自声纳定位，而这个程序的作用也确实如此，它利用ICMP协议包来侦测另一个主机是否可达。原理是用类型码为0的ICMP发请求，受到请求的主机则用类型码为8的ICMP回应.ping程序来计算间隔时间，并计算有多少个包被送达。用户就可以判断网络大致的情况。我们可以看到，平给出来了传送的时间和TTL的数据。我给的例子不太好，因为走的路由少，有兴趣地可以平一下国外的网站比如sf.net，就可以观察到一些丢包的现象，而程序运行的时间也会更加的长。

ping还给我们一个看主机到目的主机的路由的机会。这是因为，ICMP的ping请求数据报在每经过一个路由器的时候，路由器都会把自己的ip放到该数据报中。而目的主机则会把这个ip列表复制到回应icmp数据包中发回给主机。但是，无论如何，ip头所能纪录的路由列表是非常的有限。如果要观察路由，我们还是需要使用更好的工具，就是要讲到的路由跟踪（窗口下面的名字叫做tracert命令）。

**ICMP的应用跟踪部分**

跟踪路由是用来侦测主机到目的主机之间所经路由情况的重要工具，也是最便利的工具。前面说到，尽管平工具也可以进行侦测，但是，因为IP头的限制，平不能完全的记录下所经过的路由器。所以路由跟踪正好就填补了这个缺憾。

Traceroute的原理是非常非常的有意思，它受到目的主机的IP后，首先给目的主机发送一个TTL = 1（还记得TTL是什么吗？）的UDP（后面就知道UDP是什么了）数据包，而经过的第一个路由器收到这个数据包以后，就自动把TTL减1，而TTL变为0以后，路由器就把这个包给抛弃了，并同时产生一个主机不可达的ICMP数据报给主机。 TTL = 2的UDP数据报给目的主机，然后刺激第二个路由器给主机发ICMP数据报。如此往复直到到达目的主机这样，traceroute就拿到了所有的路由器ip 。从而避开了IP头只能记录有限路由IP的问题。

有人要问，我怎么知道UDP到没到达目的主机呢？这就涉及一个技巧的问题，TCP和UDP协议有一个端口号定义，而普通的网络程序只监控少数的几个号码较小的端口，比如说80，比如说23，等等。而traceroute发送的是端口号> 30000（真变态）的UDP报，所以到达目的主机的时候，目的主机只能发送一个端口不可达的ICMP数据报给主机。主机接到这个报告以后就知道，主机到了，所以，说路由跟踪是一个骗子一点也不为过:)

路由跟踪程序里面提供了一些很有用的选项，甚至包含了IP选路的选项，请察看男子文档来了解这些，这里就不赘述了。