计算机网络-第五章-ICMP协议

1、第5章 ICMP协议第5章 ICMP协议5.1 ICMP协议的作用与原理5.1 ICMP报文的封装与格式5.2 ICMP差错报文5.3 ICMP控制报文5.4 ICMP请求与应答报文IP协议是提供不可靠传输服务的,因此源地址发出的IP数据包很可能无法到达目标地址原因可能是目的主机根本不存在,也可能是传输途中的某个链路中断在IP数据包无法传送到目标地址时,发送方怎样才能知道是什么原因造成的呢?ICMP协议就是用来探测并报告IP数据包传输中产生的各种错误的.5.1 ICMP协议的作用与原理为了提高 IP 数据报交付成功的机会，在网际层使用了网际控制报文协议 ICMP (Internet Contr

2、ol Message Protocol)。ICMP 允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告。ICMP 不是高层协议，而是 IP 层的协议。ICMP 报文作为 IP 层数据报的数据，加上数据报的首部，组成 IP 数据报发送出去。5.2.1 ICMP报文的封装 ICMP报文和其他协议的报文一样，也是由ICMP报文头区和数据区两部分组成的。ICMP报文封装在IP数据报中通过链路层在网络中进行传输。 5.2 ICMP报文的封装与格式首 部数 据 部 分IP 数据报ICMP 报文0检验和类型代码（这 4 个字节取决于 ICMP 报文的类型）81631前 4 个字节都是一样的ICMP 的数据

3、部分（长度取决于类型）5.2.2 ICMP报文的格式ICMP报文的格式如下图所示，其中报文头分为三部分：类型、代码和校验和。 ICMP报文类型表ICMP报文类型表ICMP报文类型表最常用的是“目的地无法到达”和“回声”消息。AB广域网发数据给Z到Z的数据用ICMP通知A”我不知道如何到达Z？”目的端无法到达路由器R用ICMP消息通知目的地“不可达”RABB可以到达吗？ICMP回声请求 可以，我在这里。ICMP回声应答用PING命令产生的回声请求及回声应答ping xxx.xxx.xxx.xxx5.3 ICMP 报文的种类ICMP 报文的种类有两种，即 ICMP 差错报告报文和 ICMP 询问报

4、文差错报文源抑制（Source quench）：抑制发送过多分组的主机。 超时（Time exceeded） ：分组的TTL为0。信宿不可达（Destination unreachable） ：报告子网、主机不能定位的信宿。重定向（Redirect）：路由重定向 参数问题（Parameter problem)：分组头参数出错。信息报文回音请求/响应（Echo request/reply） 路由器发现（Router discovery）地址掩码请求/响应（Address mask request/reply）1 ICMP差错报文的特点 报告IP数据报在传输中的差错是ICMP报文最基本的功能，IC

5、MP差错报文有如下特点：（1）ICMP差错报文都是由路由器发送到源主机的，因为IP数据报中含有源主机的IP地址，报告给源主机是最可行的方案，另外，发出IP数据报的源主机最需要知道数据是否到达目标主机。（2）ICMP差错报文只提供IP数据报在传输过程中的差错报告，并不规定对各类差错应采取什么样的处理措施。具体对差错的处理，由收到ICMP差错报文的源主机将相应的差错与应用程序联系起来才能进行相应的差错处理。5.3.1 ICMP差错报文（3）ICMP差错报文不享受任何优先权，也没有特别的可靠性保证措施，与普通的IP数据报一样进行传输，传输过程中可能被丢失、损坏，甚至被抛弃。（4）ICMP差错报文是伴

6、随着抛弃出错的IP数据报而产生的。（5）当路由器发送一份ICMP差错报文时，ICMP报文数据区始终包含产生ICMP差错报文的源IP数据报的头部和其数据区的前8个字节(64位)。（6）有些情况下，为了防止在网络中产生大量的ICMP差错报文（广播风暴），影响网络的正常工作，即使发生差错，也不会产生ICMP差错报文，这些情况包括： ICMP报文发生差错。这是为了避免差错报文无休止产生而规定的(但ICMP查询报文可能会产生ICMP差错报文)。 目的地址是广播地址或多播地址(D类地址)的IP数据报。 作为链路层广播的数据报。 不是IP分片的第一片。 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

7、址、回送地址、广播地址或多播地址。2 ICMP 差错报告报文共有 5 种 终点不可达 源点抑制(Source quench) 时间超过 参数问题 改变路由（重定向）(Redirect) ICMP 差错报告报文的数据字段的内容 首部IP 数据报ICMP 的前 8 字节装入 ICMP 报文的 IP 数据报IP 数据报首部ICMP 差错报告报文8字节收到的 IP 数据报IP 数据报首部8字节ICMP 差错报告报文IP 数据报的数据字段2.1 目标不可达ICMP报文目标不可达是指当一个路由器检测出一个IP数据报不能发往它的目的地时，路由器发出一个目标不可达的ICMP差错报文 (3) (0-12)2.2

8、 IP数据报超时ICMP报文类似目标不可达ICMP报文，其中代码字段说明超时的原因。0为TTL值减为0，1表示分片重组超时。0或1 11 2.3 参数错误ICMP报文如果路由器或主机发现一个收到IP数据报的格式不符和要求,它就会向源主机发送一个报错,并指出数据报中的什么字段格式或值不正确.代码字段表示了数据报格式错误的类型.0或1 12 2.4 拥塞控制与源站抑制报文 当一个路由器接收IP数据报的速度比其处理IP数据报的速度快，或一个路由器传入数据报的速率大于传出数据报的速率时，就会产生拥塞(Congestion)现象。这时路由器可以通过发送源站抑制(Source Quench)报文来抑制源主

9、机发送IP数据报的速率，避免可能产生的差错。 04 源站抑制技术进行拥塞控制的方法如下：（1）当路由器发生拥塞时，便发出ICMP源站抑制报文。拥塞的判别可以用三种方法：一是检查路由器缓存区是否已满；二是给缓存区输出队列设置一个阈值，判断队列中数据报的个数是否超过阈值；三是检测某输入线路的传输率是否过高。 （2）源主机收到抑制报文后，按一定的速率降低发往目标主机的数据报传输率。 （3）如果在一定的时间间隔内源主机没有收到抑制报文，便认为拥塞已解除，源主机可以逐渐恢复到原来数据报的流量。2.5 路由控制与重定向报文 假如源主机要向目标主机发送IP数据报，源主机的默认路由是路由器1，则源主机先把IP

10、数据报送到路由器1，再由路由器1进行路由选择。路由器1经过选路后，把IP数据报送到路由器2，同时路由器1也发现源主机要发送到目标主机的IP数据报以后可以直接发送到路由器2(因为路由器1和路由器2同在一个网络中)，则路由器1向源主机发送一个ICMP重定向报文，告诉它可以直接把IP数据报送到路由器2。这样，就使源主机始终保持着一个动态的、既小且优的路径表。ICMP重定向报文格式 0-3 5 1.回送请求与应答报文 回送请求报文由源主机发出，目标主机应答，用于测试另一台主机或路由器是否可达。其报文格式如下图所示：5.3.2 ICMP 询问报文8/002地址掩码请求与应答报文ICMP可以自动获取网络使用的子网掩码,通过发送子网掩码请求数据报并接收响应数据报实现的.地址掩码17或1803 时间戳请求与应答报文 时间戳请求与应答的报文格式如下图所示。13或140ICMP的应用举例-常用网络诊断工具ping功能：测试主机的可到达性和往返延迟等网络信息ping程序采用ICMP的回音请求/响应（Echo request/reply）报文，通过向目的主机发送回音请求，返回响应报文，来测试目的主机的可达性、往返延迟以及丢包率IC