TCP/IP协议之ICMP协议

ICMP协议

1、ICMP：被认为是IP层的组成部分，主要是用来传递差错报文以及其他需要注意的信息。
2、ICMP协议的格式

8位类型：类型字段有15个不同的值，以描述特定类型的ICMP报文。
16位校验和：检验和字段覆盖整个ICMP报文，使用二进制反码求和来检验报文是否出错。

typedef struct icmp_hdr
{
 unsigned char icmp_type; //消息类型
  unsigned char icmp_code; //代码
  unsigned short icmp_checksum; //校验和
  unsigned short icmp_id; //ID号
  unsigned short icmp_sequence; //序列号
  unsigned long icmp_timestamp; //时间戳
} ICMP_HDR,*PICMP_HDR;

• 8位类型和8位代码共同决定了ICMP报文的类型
  
  图中的最后两行表示ICMP报文是差错报文还是查询报文，一般来说差错报文都需要做特殊处理，因此需要对它进行区分。当收到一份ICMP差错报文时，报文始终包含IP的首部和产生ICMP差错报文的IP数据包的前八个字节。这样接收ICMP差错报文的模块就会把他与某个特定的协议(根据IP数据报首部中的协议字段来判断)和用户进程(根据IP数据报前八个字节中的TCP/UDP报文首部的TCP/UDP端口号来判断)。
  下面几种情况不会产生ICMP差错报文：
• ICMP差错报文(差错报文不会生成另一份差错报文，如果不是这样的话，将会永无休止的一直生成差错报文)
• 目的地址是广播地址或多播地址的IP数据报
• 作为链路层广播的数据报
• 不是IP分片的第一片
• 源地址不是单一主机的数据报(源地址不能为零地址、环回地址、广播地址或者多播地址)
  所有的ICMP差错报告报文中的数据字段都具有同样的格式。将收到的需要进行差错报告IP数据报的首部和数据字段的前8个字节提取出来，作为ICMP报文的数据字段。再加上响应的ICMP差错报告报文的前8个字节，就构成了ICMP差错报告报文。提取收到的数据报的数据字段的前8个字节是为了得到运输层的端口号（对于TCP和UDP）以及运输层报文的发送序号（对于TCP）。
  

ICMP地址掩码请求应答

地址掩码请求报文（type=17）和地址掩码应答报文（type=18）是为了子网请求应答而加到ICMP报文中的，其报文格式如下

ICMP中标识符和序列号字段由发送端任意选择设定，这些值在应答中被返。这样发送端就可以把应答与请求进行匹配。
我们可以写一个简单的程序（取名为i c m p a d d r m a s k），它发送一份I C M P地址掩码请求报文，然后打印出所有的应答。由于一般是把请求报文发往广播地址，因此这里我们也这样做。目的地址（140.252.13.63）是子网140.252.13.32的广播地址。
在输出中我们首先注意到的是，从s v r 4返回的子网掩码是错的。显然，尽管s v r 4接口已经设置了正确的子网掩码，但是S V R 4还是返回了一个普通的B类地址掩码，就好像子网并不存在一样。
SVR4处理I C M P地址掩码请求过程存在差错。
我们用t c p d u m p命令来查看主机b s d i上的情况，输出如图所示。我们用- e选项来查看硬件地址。

发到广播地址的ICMP地址掩码请求注意，尽管在线路上什么也看不见，但是发送主机s u n也能接收到I C M P应答（带有上面“来自本机”的输出行）。这是广播的一般特性：发送主机也能通过某种内部环回机制收到一份广播报文拷贝。由于术语“广播”的定义是指局域网上的所有主机，因此它必须包括发送主机在内。接下来，b s d i广播应答，而s v r 4却只把应答传给请求主机。通常，应答地址必须是单播地址，除非请求端的源I P地址是0 . 0 . 0 . 0。本例不属于这种情况，因此，把应答发送到广播地址是B S D / 3 8 6的一个内部差错。R F C规定，除非系统是地址掩码的授权代理，否则它不能发送地址掩码应答（为了成为授权代理，它必须进行特殊配置，以发送这些应答。参见附录E）。但是，正如我们从本例中看到的那样，大多数主机在收到请求时都发送一个应答，甚至有一些主机还发送差错的应答。
最后一点可以通过下面的例子来说明。我们向本机I P地址和环回地址分别发送地址掩码请求：
上述两种情况返回的地址掩码对应的都是环回地址，即A类地址127.0.0.1。
发送给本机I P地址的数据报（ 140.252.12.33）实际上是送到环回接口。
I C M P地址掩码应答必须是收到请求接口的子网掩码（这是因为多接口主机每个接口有不同的子网掩码），因此两种情况下地址掩码请求都来自于环回接口。

ICMP时间戳请求与应答

I C M P时间戳请求允许系统向另一个系统查询当前的时间。返回的建议值是自午夜开始计算的毫秒数，协调的统一时间（Coordinated Universal Time, UTC）（早期的参考手册认为U T C是格林尼治时间）。这种I C M P报文的好处是它提供了毫秒级的分辨率，而利用其他方法从别的主机获取的时间（如某些U n i x系统提供的r d a t e命令）只能提供秒级的分辨率。由于返回的时间是从午夜开始计算的，因此调用者必须通过其他方法获知当时的日期，这是它的一个缺陷。I C M P时间戳请求和应答报文格式如图所示。请求端填写发起时间戳，然后发送报文。应答系统收到请求报文时填写接收时间戳，在发送应答时填写发送时间戳。但是，实际上，大多数的实现把后面两个字段都设成相同的值