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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