ICMP协议：网络通信中不可或缺的协议

ICMP 经常被认为是IP 层的一个组成部分。它传递差错报文以及其他需要注意的信息。ICMP 报文通常被IP 层或更高层协议(TCP 或UDP)使用。一些ICMP 报文把差错报文返回用户进程。

1.ICMP 协议的数据封装

ICMP 报文是封装在IP 数据报中的，当IP 首部的“协议”字段值是“01”时，表明封装的数据是ICMP 数据。ICMP 协议的数据封装格式如图2-3-14 所示。

图2-3-14　ICMP 协议的数据封装格式

2.ICMP 报文的格式

ICMP 报文的格式如图2-3-15 所示。

所有ICMP 报文的前4 字节都是一样的，但是其他字节则互不相同。

图2-3-15　ICMP 报文的格式

“类型”字段可以有15 个不同的值，以描述特定类型的ICMP 报文。某些ICMP 报文还使用代码字段的值来进一步描述不同的条件。表2-3-1 所示为不同类型值的ICMP 报文的描述。

表2-3-1　不同类型值的ICMP 报文的描述

续表

3.ICMP 回显请求和回显应答报文的格式及实例

ICMP 回显请求和回显应答报文的格式如图2-3-16 所示。

图2-3-16　ICMP 回显请求和回显应答报文的格式

在命令行状态下，使用Ping 命令Ping 搜狐网站(www.sohu.com)的截图如图2-3-17所示，图示中所使用的Ping 命令是缺省状态，所以连续发了4 个ECHO 数据报，获得了4对ECHO 数据报。

图2-3-17　Ping 搜狐网站

图2-3-18 和图2-3-19 所示为Wireshark 抓包，分别是回显请求报文和回显应答报文。可以看到，这两个报文只有类型不同，其标识符、序号和选项数据都是一样的，因为这两个报文是一问一答的响应报文对。其他3 对报文标识符都是512，序号各有不同——第2对的序号是512，第3 对的序号是768，第4 对的序号是1024。只有序号相同的报文才是一对请求和应答报文。另外，从图中也可以看出，每个报文发送32 字节的数据。

(www.xing528.com)

图2-3-18　ICMP 回显请求报文实例

图2-3-19　ICMP 回显应答报文实例

4.ICMP 超时报文的格式及实例

ICMP 超时报文的格式如图2-3-20 所示。

Wireshark 抓包的ICMP 超时报文如图2-3-21 所示，观察其类型值为“0b”，即十进制数11。

说明:

ICMP 超时报文的产生原理: 当路由器收到TTL 值为1 的数据报时，会向源主机发送ICMP 超时报文，将收到的数据报的IP 首部和IP 数据部分的前8 字节作为ICMP 超时报文的数据部分，并且丢弃收到的数据报。

图2-3-20　ICMP 超时报文的格式

图2-3-21　ICMP 超时报文的实例

5.ICMP 检验和

用Wireshark 捕获的ICMP 报文如图2-3-22 所示。

图2-3-22　ICMP 报文

从图2-3-17 所示的ICMP 报文中可知，8983 是ICMP 报文的检验和，那么这个数是怎样计算出来的呢? 其计算方法如下:

(1)将校验和置为“00 00”，把报文看成以2 字节为单位的数字组成。

(2)进行十六进制求和:

0800 ＋0000 ＋0001 ＋0d19 ＋6162 ＝767c

(3)ffff-767c ＝8983，验证该数是正确的。

6.ICMP 协议小结

ICMP 协议是TCP/IP 协议族的一个协议，用于在IP 主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络通与不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息。这些控制消息虽然并不传输用户数据，但是对于用户数据的传递起着重要的作用。我们在网络中经常用到ICMP 协议，只不过未觉察到而已。