ICMP协议与ping命令

前言

在网络中ping是一个十分强大的TCP/IP工具。它的作用主要为：

（1）用来检测网络的连通情况和分析网络速度；

（2）根据域名得到服务器IP；

（3）根据ping返回的TTL值来判断对方所使用的操作系统及数据包经过路由器数量。

我们通常会用它来直接ping IP地址，来测试网络的连通情况。

Ping 的原理是 ICMP 协议.

简介

ICMP 的全称是 Intent Control Message Protocol, 中文过来就是 互联网控制报文协议。它是互联网协议族的核心协议之一。它用于TCP/IP网络中发送控制消息，提供可能发生在通信环境中的各种问题反馈，通过这些信息，使管理者可以对所发生的问题作出诊断，然后采取适当的措施解决。
在IP通信中，经常有数据包到达不了对方的情况。原因是，在通信途中的某处的一个路由器由于不能处理所有的数据包，就将数据包一个一个丢弃了。或者，虽然到达了对方，但是由于搞错了端口号，服务器软件可能不能接受它。这时，在错误发生的现场，为了联络而飞过来的信鸽就是ICMP 报文。在IP 网络上，由于数据包被丢弃等原因，为了控制将必要的信息传递给发信方。ICMP 协议是为了辅助IP 协议，交换各种各样的控制信息而被制造出来的。

ICMP的主要功能：
1.确认IP包是否成功送达目标地址。
2.通知在发送过程当中IP包被废弃的具体原因。

ICMP协议的格式

ICMP报文主要分为两种类型：

• 查询报文
• 差错报文

查询报文 （Echo Request与 Echo Reply）

定义：发送端主动发起请求，并且获取到应答。

常见应用：Ping

Ping 就是主动请求，获取到主动应答。但是 Ping 是在原生的 ICMP 中添加了自定义格式区域。例如 Ping 中放了发送的请求时间，以此计算出路程。所以，其实在 Ping 的报文中会加入序号，以用来区分数据包，从而提高计算时间或者路程的准确性。

差错报文

ICMP差错报文的几个例子：终点不可达为3，源抑制为4，超时为11，重定向为5

（1）终点不可达

网络信息不能到达终点，就会给发送端发送一个目的不可到达的信息。告诉发送端可能是设备故障而引起关闭（情况之一）。然后这种又可以再次细分：
A、网络不可达 — 代码为 0，
B、主机不可达 — 代码为 1.
C、协议不可达 — 代码为 2.
D、端口不可达 — 代码为 3.
E、需要分段 - 代码为 4.（ 必须把数据分段才能去到终点

（2）源站抑制

发送端发送大量数据时，可能会导致网络( 路由器 )过载，此时过载处可以向发送端发送源抑制的消息，让他降低发送速度。

（3）时间超时

网络包超过设置的在网络中的生存时间，还没有达到。

（4）路由重定向

定义数据包的路由规则。因为大部分的时候，路由规则是通过相关协议算法生成的，有些时候重新定义过之后，会让这个数据包绕的更远。

ICMP实现之ping命令

ping 命令用来在IP 层次上调查与指定机器是否连通，调查数据包往复需要多少时间。为了实现这个功能，ping 命令使用了两个ICMP 报文。

1.向目标服务器发送回送请求。
首先，向目标服务器发出回送请求（类型是8，代码是0）报文（同2）。在这个回送请求报文里，除了类型和代码字段，还被追加了标识符和序号字段。标识符和序号字段分别是16 位的字段。ping 命令在发送回送请求报文时，在这两个字段里填入任意的值。对于标识符，应用程序执行期间送出的所有报文里填入相同的值。对于序号，每送出一个报文数值就增加1。而且，回送请求的选项数据部分用来装任意数据。这个任意数据用来调整ping 的交流数据包的大小。

2.返回回送回答。
计算机送出的回送请求到达目标服务器后，服务器回答这一请求，向送信方发送回送请求（类型是0，代码是0）（同3）。这个ICMP 回送回答报文在IP 层来看，与被送来的回送请求报文基本上一样。不同的只是，源和目标IP 地址字段被交换了，类型字段里填入了表示回送回答的0。也就是，从送信方来看，自己送出的ICMP 报文从目标服务器那里象鹦鹉学舌那样原样返回了。
送信方的计算机可以通过收到回送回答报文，来确认目标服务器在工作着。进一步，记住发送回送请求报文的时间，与接收到回送回答报文的时间一比较，就能计算出报文一去一回往复所需要的时间（同4）。但是，收到的回送回答报文里写的只是类型和代码的话，发送方计算机将无法判断它是否是自己发出去请求的回答。因此，前面说到的标识符和序号字段就有它的意义了。将这两个值与回送回答报文中的相同字段值一比较，送行方计算机就能够简单地检测回送回答是否正确了。执行ping 命令而调查的结果没什么问题的话，就将目标服务器的IP 地址，数据大小，往复花费的时间打印到屏幕上。

3.用ping 命令不能确定与对方连通的原因大致有三个。
1）目标服务器不存在；2)花在数据包交流上的时间太长ping 命令认为超时；3）目标服务器不回答ping 命令。如果是原因2），通过ping 命令的选项来延长到超时的等待时间，就能正确显示结果了。如果原因是1）或3）的话，仅凭ping 命令的结果就不能判断是哪方了。正如这样，ping 命令不一定一定能判断对方是否存在。

ping的简单使用

ping -t

不间断地ping指定计算机，直到管理员中断。

ping -a

ping -a解析计算机名与NetBios名。就是可以通过ping它的IP地址，可以解析出主机名。

ping -n count

发送 count 指定的 ECHO 数据包数。默认值为 4

ping -l length

发送包含由 length 指定的数据量的 ECHO 数据包。默认为 32 字节;最大值是65,527。

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