网络层-第八节：网际控制报文协议ICMP

Posted 2023-03-04 快乐江湖

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文章目录

• 一：网际控制报文协议ICMP
• • （1）ICMP差错报告报文
  • • A：终点不可达
    • B：源点抑制
    • C：时间超过
    • D：参数问题
    • E：改变路由
  • （2）ICMP查询报文
• 二：ICMP应用举例
• • （1）分组网间探测PING
  • （2）跟踪路由

本节对应视频如下

• 【计算机网络微课堂（有字幕无背景音乐版）】：网际控制报文协议ICMP

一：网际控制报文协议ICMP

网际控制报文协议ICMP：为了更有效地转发IP数据报和提高交付成功的机会，在网际层使用了网际控制报文协议。主机或路由器使用ICMP来发送差错报告报文和询问报文。ICMP报文被封装在IP数据报中发送

（1）ICMP差错报告报文

ICMP差错报告报文共有以下五种：

• 终点不可达
• 源点抑制
• 时间超过
• 参数问题
• 改变路由（重定向）

以下情况不应发送ICMP差错报告报文：

• 对ICMP差错报告报文不再发送ICMP差错报告报文
• 对第一个分片的数据报片的所有后续数据报片都不发送ICMP差错报告报文
• 对具有多播地址的数据报都不发送ICMP差错报告报文
• 对具有特殊地址(如127.0.0.0或0.0.0.0) 的数据报不发送ICMP差错报告报文

A：终点不可达

终点不可达：当路由器或主机不能交付数据报时，就向源点发送终点不可达报文。具体可再根据ICMP的代码字段细分为目的网络不可达、目的主机不可达、目的协议不可达、目的端口不可达、目的网络未知、目的主机未知等13种错误

例如下图，假设主机H1给H2发送IP数据报，H1会将IP数据报发送给路由器R1，由R1帮其转发，若R1的路由表中没有网络N3的路由记录、默认路由以及主机H2的特定主机路由，则R1就不知道如何转发该数据报，只能将其丢弃，并向发送该数据报的源主机H1发送ICMP差错报文，其类型为终点不可达

B：源点抑制

源点抑制：当路由器或主机由于拥塞而丢弃数据报时，就向源点发送源点抑制报文,使源点知道应当把数据报的发送速率放慢

例如下图，H1给H2发送IP数据报，当该数据报传输到路由器R2时，由于R2拥塞，所以R2根据自己的丢包策略丢弃了该数据报，并向发送该数据报的源主机H1发送ICMP差错报告报文，其类型为源点抑制

C：时间超过

时间超过：当路由器收到一个目的IP地址不是自己的IP数据报时，会将其生存时间TTL字段的值减1。若结果不为0，则将该IP数据报转发出去；若结果为0，除丢弃该IP数据报外,还要向源点发送时间超过报文。另外，当终点在预先规定的时间内不能收到- -个数据报的全部数据报片时,就把已收到的数据报片都丢弃,也会向源点发送时间超过报文

例如下图，某个生存时间等于2的IP数据报传输到了路由器R1，R1将其生存时间减1后结果为1，这表明该数据报的生存时间还未结束，R1将其转发出去；当该数据报传输到路由器R2后，R1将其生存时间减1后结果为0，这表明该数据报的生存时间结束了。R2丢弃该数据报， 并向发送该数据报的源主机H1发送ICMP差错报告报文，其类型为时间超过

D：参数问题

参数问题：当路由器或目的主机收到IP数据报后，根据其首部中的检验和字段发现首部在传输过程中出现了误码，就丢弃该数据报，并向源点发送参数问题报文

例如下图是H1发送给H2的IP数据报，假设该数据报在传输过程中收到了干扰，其首部出现了误码，当该数据报传输到路由器R1后，R1检测出该数据报首部出错，于是丢弃该数据报，并向发送该数据报的源主机H1发送ICMP差错报告报文，其类型为参数问题

E：改变路由

改变路由：路由器把改变路由报文发送给主机，让主机知道下次应将数据报发送给另外的路由器(可通过更好的路由)

例如下图，假设我们给主机H1指定的默认网关是路由器R1，则H1要发往网络N2的IP数据报都会传输给R1，由其帮忙转发，当R1发现H1发往N2的数据报的最佳路由不应该经过R1而应该经过R4时，就用改变路由报文把这个情况告诉主机。于是H1就在自己的路由表中添加一个项目，到达N2应该经过路由器R4，而不是默认网关R1。之后H1要发往N2的IP数据报都会传输给R4

（2）ICMP查询报文

ICMP查询报文常见有以下两种：

• 回送请求和回答：ICMP回送请求报文是由主机或路由器向一个特定的目的主机发出的询问。收到此报文的主机必须给源主机或路由器发送ICMP回送回答报文。这种询问报文用来测试目的站是否可达及了解其有关状态
• 时间戳请求和回答：ICMP时间戳请求报文是请某个主机或路由器回答当前的日期和时间。在ICMP时间戳回答报文中有一个32位的字段，其中写入的整数代表从1900年1月1日起到当前时刻一共有多少秒。这种询问报文用来进行时钟同步和测量时间

二：ICMP应用举例

（1）分组网间探测PING

分组网间探测PING：用来测试主机或路由器间的连通性，应用层直接使用网际层的ICMP (没有通过运输层的TCP或UDP)使用ICMP回送请求和回答报文

如下图，使用ping命令测试某网站连通性

（2）跟踪路由

跟踪路由：用来测试IP数据报从源主机到达目的主机要经过哪些路由器

如下图，在Windows中使用tracert命令测试到达某主机需要经过哪些路由器