icmp協(xié)議功能是什么 - 全文

　　ICMP協(xié)議

　　ICMP（Internet Control Message Protocol）是介于網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層的協(xié)議。它的主要功能是傳輸網(wǎng)絡(luò)診斷信息。

　　ICMP傳輸?shù)男畔⒖梢苑譃閮深?，一類是錯誤信息，這一類信息可用來診斷網(wǎng)絡(luò)故障。我們已經(jīng)知道，IP協(xié)議的工作方式是”best effort”。如果IP包沒有被傳輸?shù)侥康牡兀蛘逫P包發(fā)生錯誤，IP協(xié)議本身不會做進一步的努力。但是上游發(fā)送IP包的主機和接力的路由器并不知道下游發(fā)生了錯誤和故障，它們可能繼續(xù)發(fā)送IP包。通過ICMP包，下游的的路由器和主機可以將錯誤信息匯報給上游，從而讓上游的路由器和主機進行調(diào)整，需要主要的是，ICMP只提供特定類型的錯誤匯報，它不能幫助IP協(xié)議成為”可靠（reliable）”的協(xié)議。另一類信息是咨詢性質(zhì)的，比如某臺計算機詢問路徑上的每個路由器都是誰，然后各個路由器同樣用ICMP包回答。

　　備注：ICMP基于IP協(xié)議，也就是說，一個ICMP包需要封裝在IP包中，然后在互聯(lián)網(wǎng)傳送.ICMP是IP套裝的必須部分，也就是說，任何一個支持IP協(xié)議的計算機，都要實現(xiàn)ICMP.

　　ICMP包的結(jié)構(gòu)：

　　有點復(fù)雜，但是那是注釋，內(nèi)容不復(fù)雜，下面看我給大家一一道來：

　　ICMP包都會有Type，Code，Checksum三部分.Type標(biāo)識ICMP包的大的類型，而Code是一個Type之內(nèi)細(xì)分小類型。針對不同的錯誤信息或者資訊信息，會有不同的Type和Code.從上面我們可以看出，ICMP支持的類型非常多，由多種多樣的功能.Checksum 與IP協(xié)議的header Checksum相類似，但與IP協(xié)議中checksum只校驗頭部不同，這里的Checksum所校驗的是整個ICMP包（包括頭部和數(shù)據(jù)）

　　余下的ICMP包格式根據(jù)不同的類型不同。另一方面，ICMP包通常是由某個IP包觸發(fā)的。這個觸發(fā)IP包的頭部和一部分?jǐn)?shù)據(jù)會被包含在ICMP包的數(shù)據(jù)部分。

　　ICMP協(xié)議是實現(xiàn)ping命令和traceroute命令的基礎(chǔ)。這兩個工具常用于網(wǎng)絡(luò)排錯。

　　常見的ICMP包類型

　　回音（Echo）屬于資訊信息.ping命令就是利用了該類型的ICMP包。當(dāng)使用ping命令的時候，將向目標(biāo)主機發(fā)送Echo-詢問類型的ICMP包，而目標(biāo)主機在接收到該ICMP包之后，會回復(fù)Echo-回答類型的ICMP包，并將詢問ICMP包包含在數(shù)據(jù)部分.ping命令是我們進行網(wǎng)絡(luò)排查的一個重要工具。例如一個IP地址可以通過ping命令收到回復(fù)，那么其他的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議通信方式也很有可能成功。

　　源頭冷卻（source quench）屬于錯誤消息。如果某個主機快速的向目的傳送數(shù)據(jù)，而目的地主機沒有匹配的處理能力，目的主機可以向出發(fā)主機發(fā)出給類型的ICMP包，提醒出發(fā)主機放慢發(fā)送速度。

　　目的地?zé)o法到達（Destination Uncreachale）屬于錯誤信息。如果一個路由器接收到一個沒辦法進一步接力的IP包，它會想出發(fā)主機發(fā)送該類型的ICMP包。比如當(dāng)IP包到達最后一個路由器，路由器發(fā)現(xiàn)目的地主機down機，就會向出發(fā)主機發(fā)送目的地?zé)o法到達（Destinaton Unreacherable）類型的ICMP包。目的地?zé)o法到達還有其他可能的原因，比如不存在接力路徑，比如不被接收的端口號等等。

　　超時（Time Exceded）屬于錯誤信息.IPV4中的Time to Live（TTL）和IPV6中的Hop Limit會隨著經(jīng)過的路由器而遞減，當(dāng)這個區(qū)域值減為0時，就認(rèn)為該IP包超時（Time Exceeded）.Time Exceeded就是TTL減為0時路由器發(fā)給出發(fā)地主機的ICMP包，通知它發(fā)生了超時錯誤。

　　traceroute就利用了這種類型的ICMP包.traceroute命令用來發(fā)現(xiàn)IP接力路徑上的各個路由器。它向目的地發(fā)送IP包，第一次的時候，將TTL設(shè)為1，引發(fā)第一個路由器的Time Exceeded錯誤。這樣，第一個路由器恢復(fù)ICMP包，從而讓出發(fā)主機知道途徑的第一個路由器的信息。隨后TTL被設(shè)置為2，，3，4.。。直到到達目的主機。這樣，沿途的每個路由器都會向出發(fā)主機發(fā)送ICMP包來匯報錯誤.traceroute將ICMP包的信息打印在屏幕上，就是接力路徑的信息了。

　　重新定向（redirect）屬于錯誤信息。當(dāng)一個路由器收到一個IP包，對照其routing table，發(fā)現(xiàn)自己不應(yīng)該受到該IP包，它會向出發(fā)主機發(fā)送重新定向類型的ICMP，提醒出發(fā)主機修改自己的routing table.比如下面的網(wǎng)絡(luò)：

　　假如145.1發(fā)送到145.15的IP包，結(jié)果被中間的路由器通過145.17的NIC收到。那么路由器就會發(fā)現(xiàn)，根據(jù)自己的routing table，這個IP包要原路返回。那么router就可以判斷出145.1的routing table可能有問題。所以路由器會向145.1發(fā)送redirect類型的ICMP包。

　　IPV6的Neighbor Discovery

　　ARP協(xié)議用于發(fā)現(xiàn)周邊的IP地址和MAC地址的對應(yīng)。然而，ARP協(xié)議只用于IPV4，IPV6并不使用ARP協(xié)議.IPV6包通過鄰居探索（ND，Neighbor Discovery）來實現(xiàn)ARp的功能.ND的工作方式與ARP類型，但它基于ICMP協(xié)議.ICMP包郵Neighbor Solicitatin 和Neighbor Advertisement類型。這兩個類型分別對應(yīng)ARP協(xié)議的詢問和回復(fù)信息。

　　ICMP協(xié)議的作用是什么？

　　ICMP協(xié)議主要用來檢測網(wǎng)絡(luò)通信故障和實現(xiàn)鏈路追蹤，最典型的應(yīng)用就是PING和tracerooute。

　　PING：

　　通過發(fā)送回送請求報文和回送回答報文來檢測源主機到目的主機的鏈路是否有問題，目的地是否可達，以及通信的延遲情況。

　　traceroute：

　　通過發(fā)送探測報文來獲取鏈路地址信息。第一個探測報文TTL為1，到達第一個路由器時，TTL減1為0所以丟掉這個探測包，同時向源主機發(fā)回ICMP時間超過報文，這時源主機就獲得了第一個路由器的IP地址；接著源主機發(fā)送第二個探測報文，TTL增1為2，到達第一個路由器TTL減1為1并轉(zhuǎn)發(fā)探測包到第二個路由器，這時TTL減1為0，丟掉這個探測包并向源主機發(fā)回ICMP時間超過報文，源主機就獲得了第二個路由器的IP地址；以此類推，直到探測報文到達traceroute的目的地，這時源主機就獲得了到目的地的每一跳路由的IP地址。

　　ICMP功能簡介

　　網(wǎng)際層的IP負(fù)責(zé)位于遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交付，為了使IP提供這一數(shù)據(jù)傳送服務(wù)，需要進行一些管理和維護工作，即IP層需要檢測某些錯誤的條件，還要從虛網(wǎng)的其他結(jié)點獲取信息。這一功能由Internet控制報文協(xié)議（ICMP）來提供，ICMP為內(nèi)部IP層通信提供一個維護，診斷和測試框架。

　　圖1-1示出了一個典型的例子，設(shè)備A在向設(shè)備B發(fā)送數(shù)據(jù)時，路由器2檢測到路由器4不可達，于是路由器2發(fā)送一個ICMP報文給源設(shè)備，告知問題所在。

　　ICMP協(xié)議的主要功能

　　ICMP的全稱是 Internet Control Message Protocol 。從技術(shù)角度來說，ICMP就是一個“錯誤偵測與回報機制”，其目的就是讓我們能夠檢測網(wǎng)路的連線狀況﹐也能確保連線的準(zhǔn)確性﹐其功能主要有：

　　偵測遠(yuǎn)端主機是否存在

　　建立及維護路由資料

　　重導(dǎo)數(shù)據(jù)傳送路徑

　　數(shù)據(jù)流量控制

　　ICMP在溝通之中，主要是通過不同類型的報文讓主機或路由器識別不同的鏈路傳輸情況。常用的ICMP報文類型如下

　　總結(jié)

　　ICMP協(xié)議是IP協(xié)議的排錯助手，它可以幫助人們及時發(fā)現(xiàn)IP通信中出現(xiàn)的故障?；贗CMP的ping和traceroute也構(gòu)成了重要的網(wǎng)絡(luò)診斷工具。然而需要注意的是，盡管ICMP的設(shè)計是出于好的意圖，但ICMP卻經(jīng)常被黑客借用進行網(wǎng)絡(luò)攻擊，比如利用偽造的IP包引發(fā)大量的ICMP回復(fù)，并將這些ICMP包導(dǎo)向受害主機，從而形成DoS攻擊。而redirect類型的ICMP包可以引起某個主機更改自己的routing table，所以也被用做攻擊工具。許多站點選擇忽視某些類型的ICMP包來提供自身的安全性.