Ping

Ping

ping是定位网络通不通的一个重要手段。ping是用来探测本机与网络中另一主机之间是否可达的命令，如果两台主机之间ping不通，则表明这两台主机不能建立起连接。

ping 命令是基于 ICMP 协议来工作的，「 ICMP 」全称为 Internet 控制报文协议（ Internet Control Message Protocol）。ping 命令会发送一份ICMP回显请求报文给目标主机，并等待目标主机返回ICMP回显应答。因为ICMP协议会要求目标主机在收到消息之后，必须返回ICMP应答消息给源主机，如果源主机在一定时间内收到了目标主机的应答，则表明两台主机之间网络是可达的。

通过ping的流程可以发现，ICMP协议是这个过程的基础，是非常重要的，因此下面就把ICMP协议再详细解释一下。

ICMP

ICMP报文是封装在IP包中。IP协议是一种无连接的，不可靠的数据包协议，它并不能保证数据一定被送达，那么我们要保证数据送到就需要通过其它模块来协助实现，这里就引入的是ICMP协议。当传送的IP数据包发送异常的时候，ICMP就会将异常信息封装在包内，然后回传给源主机。
ICMP协议大致可分为两类：

• 查询报文类型
  查询报文类型：主要应用于：ping查询、子网掩码查询、时间戳查询等等。
• 差错报文类型
  差错报文类型：主要产生于当数据传送发送错误的时候。

具体做法就是：
Traceroute会设置特殊的TTL值，来追踪源主机和目标主机之间的路由数。首先它给目标主机发送一个 TTL=1 的UDP数据包，那么这个数据包一旦在路上遇到一个路由器，TTL就变成了0（TTL规则是每经过一个路由器都会减1），因为TTL=0了，所以路由器就会把这个数据包丢掉，然后产生一个错误类型（超时）的ICMP数据包回发给源主机，也就是差错包。这个时候源主机就拿到了第一个路由节点的IP和相关信息了。接着，源主机再给目标主机发一个 TTL=2 的UDP数据包，依旧上述流程走一遍，就知道第二个路由节点的IP和耗时情况等信息了。如此反复进行，Traceroute就可以拿到从主机A到主机B之间所有路由器的信息了。

但是有个问题是，如果数据包到达了目标主机的话，即使目标主机接收到TTL值为1的IP数据包，它也是不会丢弃该数据包的，也不会产生一份超时的ICMP回发数据包的，因为数据包已经达到了目的地嘛。那我们应该怎么认定数据包是否达到了目标主机呢？

Traceroute的方法是在源主机发送UDP数据包给目标主机的时候，会设置一个不可能达到的目标端口号（例如大于30000的端口号），那么当这个数据包真的到达目标主机的时候，目标主机发现没有对应的端口号，因此会产生一份“端口不可达”的错误ICMP报文返回给源主机。