背景

IP协议并不完美，在传递数据时提供的是一种无连接的不可靠数据报交付，协议本身不提供任何错误检验和恢复机制。为弥补这个缺陷，于是引入网际控制报文协议ICMP。
ICMP作用于IP主机与路由器之间，控制的消息很多种：数据错误信息、网络状态信息、主机状况信息等，这些控制消息虽不传输用户信息，但对用户传输信息有重要影响。从协议栈分层上观察，ICMP属于网络层，配合IP完成数据传输，提高数据传输的有效性，虽ICMP有自己报文结构，但是被封装在IP报文中发送。

代码实现

数据结构

//常见报文类型
#define ICMP_ER   0    /* echo reply */
#define ICMP_DUR  3    /* destination unreachable */
#define ICMP_SQ   4    /* source quench */
#define ICMP_RD   5    /* redirect */
#define ICMP_ECHO 8    /* echo */
#define ICMP_TE  11    /* time exceeded */
#define ICMP_PP  12    /* parameter problem */
#define ICMP_TS  13    /* timestamp */
#define ICMP_TSR 14    /* timestamp reply */
#define ICMP_IRQ 15    /* information request */
#define ICMP_IR  16    /* information reply */
//目的站不可达报文中代码字段常用取值
enum icmp_dur_type {ICMP_DUR_NET   = 0,  /* net unreachable */ICMP_DUR_HOST  = 1,  /* host unreachable */ICMP_DUR_PROTO = 2,  /* protocol unreachable */ICMP_DUR_PORT  = 3,  /* port unreachable */ICMP_DUR_FRAG  = 4,  /* fragmentation needed and DF set */ICMP_DUR_SR    = 5   /* source route failed */
};
//数据报超时报文中的代码字段取值
enum icmp_te_type {ICMP_TE_TTL  = 0,    /* time to live exceeded in transit */ICMP_TE_FRAG = 1     /* fragment reassembly time exceeded */
};
//回送请求报文首部结构
struct icmp_echo_hdr {PACK_STRUCT_FIELD(u8_t type);PACK_STRUCT_FIELD(u8_t code);PACK_STRUCT_FIELD(u16_t chksum);PACK_STRUCT_FIELD(u16_t id);PACK_STRUCT_FIELD(u16_t seqno);
} PACK_STRUCT_STRUCT;
//用于读取首部字段
#define ICMPH_TYPE(hdr) ((hdr)->type)
#define ICMPH_CODE(hdr) ((hdr)->code)
//用于首部字段写入相关值
/** Combines type and code to an u16_t */
#define ICMPH_TYPE_SET(hdr, t) ((hdr)->type = (t))
#define ICMPH_CODE_SET(hdr, c) ((hdr)->code = (c))

源码中只定义了目的不可达报文、数据超时报文、回送请求报文相关数据结构。

发送差错报文代码实现

数据报不能递交任何一个上层协议时，函数icmp_dest_unreach会被调用，然后发送一个目的不可达差错报文给源主机。
发送超时报文的函数时icmp_time_exceeded，数据报转发和分片重装过程中，都可能调用这个函数，原因可能是：1.TTL为0；2.分片重装时间超时。

void icmp_dest_unreach(struct pbuf *p, enum icmp_dur_type t)
{icmp_send_response(p, ICMP_DUR, t);
}
void icmp_time_exceeded(struct pbuf *p, enum icmp_te_type t)
{icmp_send_response(p, ICMP_TE, t);
}static void icmp_send_response(struct pbuf *p, u8_t type, u8_t code)
{struct pbuf *q;struct ip_hdr *iphdr;/* we can use the echo header here */struct icmp_echo_hdr *icmphdr;/* ICMP header + IP header + 8 bytes of data */q = pbuf_alloc(PBUF_IP, sizeof(struct icmp_echo_hdr) + IP_HLEN + ICMP_DEST_UNREACH_DATASIZE,PBUF_RAM);if (q == NULL) {return;}iphdr = (struct ip_hdr *)p->payload;icmphdr = (struct icmp_echo_hdr *)q->payload;icmphdr->type = type;icmphdr->code = code;icmphdr->id = 0;icmphdr->seqno = 0;/* copy fields from original packet */SMEMCPY((u8_t *)q->payload + sizeof(struct icmp_echo_hdr), (u8_t *)p->payload,IP_HLEN + ICMP_DEST_UNREACH_DATASIZE);/* calculate checksum */icmphdr->chksum = 0;icmphdr->chksum = inet_chksum(icmphdr, q->len);ip_output(q, NULL, &iphdr_src, ICMP_TTL, 0, IP_PROTO_ICMP);pbuf_free(q);
}

代码逻辑很简单，就是给报文申请空间，然后根据类型和代码字段填写数据，然后计算校验和，最后发送。

回送报文请求

目前LWIP只支持回送请求报文处理，其他类型的报文会直接丢弃，不做任何响应，这对于嵌入式产品已经够用了。回送请求中，icmp_input需要生成一个回送回答报文并返回给源主机。

void icmp_input(struct pbuf *p, struct netif *inp)
{u8_t type;struct icmp_echo_hdr *iecho;struct ip_hdr *iphdr;s16_t hlen;iphdr = (struct ip_hdr *)p->payload;hlen = IPH_HL(iphdr) * 4;if (pbuf_header(p, -hlen) || (p->tot_len < sizeof(u16_t)*2)) {goto lenerr;}type = *((u8_t *)p->payload);switch (type) {case ICMP_ER:/* This is OK, echo reply might have been parsed by a raw PCB(as obviously, an echo request has been sent, too). */break; case ICMP_ECHO:{int accepted = 1;/* multicast destination address? */if (ip_addr_ismulticast(&current_iphdr_dest)) {accepted = 0;}/* broadcast destination address? */if (ip_addr_isbroadcast(&current_iphdr_dest, inp)) {accepted = 0;}/* broadcast or multicast destination address not acceptd? */if (!accepted) {pbuf_free(p);return;}}if (p->tot_len < sizeof(struct icmp_echo_hdr)) {goto lenerr;}if (inet_chksum_pbuf(p) != 0) {pbuf_free(p);return;}/* At this point, all checks are OK. *//* We generate an answer by switching the dest and src ip addresses,* setting the icmp type to ECHO_RESPONSE and updating the checksum. */iecho = (struct icmp_echo_hdr *)p->payload;ip_addr_copy(iphdr->src, *ip_current_dest_addr());ip_addr_copy(iphdr->dest, *ip_current_src_addr());ICMPH_TYPE_SET(iecho, ICMP_ER);/* adjust the checksum */if (iecho->chksum >= PP_HTONS(0xffffU - (ICMP_ECHO << 8))) {iecho->chksum += PP_HTONS(ICMP_ECHO << 8) + 1;} else {iecho->chksum += PP_HTONS(ICMP_ECHO << 8);}/* Set the correct TTL and recalculate the header checksum. */IPH_TTL_SET(iphdr, ICMP_TTL);IPH_CHKSUM_SET(iphdr, 0);IPH_CHKSUM_SET(iphdr, inet_chksum(iphdr, IP_HLEN));if(pbuf_header(p, hlen)) {} else {err_t ret;/* send an ICMP packet, src addr is the dest addr of the curren packet */ret = ip_output_if(p, ip_current_dest_addr(), IP_HDRINCL,ICMP_TTL, 0, IP_PROTO_ICMP, inp);}break;default:pbuf_free(p);return;
lenerr:pbuf_free(p);return;
}

上面源码首先一上来，就开始做一系列的校验工作，判断ICMP头部长度是否小于4个字节，若是就丢弃，否则继续根据判断头部类型，分情况干活；若是回送请求，则检查报文目的地址是否合法，如果是多播地址和广播地址，不回应；再检查报文长度是否合法；然后判断校验和是否正确。
校验完后，直接调整回送请求报文的相关字段。生成回送回答报文：交换数据报中的源IP和目的IP，填写报文类型字段，重新计算ICMP报文校验和。

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