什么是ICMP協議

　　ICMP全稱Internet Control Message Protocol（網際控制信息協議）

　　提起ICMP，一些人可能會感到陌生，實際上，ICMP與我們息息相關。在網絡體系結構的各層次中，都需要控制，而不同的層次有不同的分工和控制內容，IP層的控制功能是最復雜的，主要負責差錯控制、擁塞控制等，任何控制都是建立在信息的基礎之上的，在基于IP數據報的網絡體系中，網關必須自己處理數據報的傳輸工作，而IP協議自身沒有內在機制來獲取差錯信息并處理。為了處理這些錯誤，TCP/IP設計了ICMP協議，當某個網關發現傳輸錯誤時，立即向信源主機發送ICMP報文，報告出錯信息，讓信源主機采取相應處理措施，它是一種差錯和控制報文協議，不僅用于傳輸差錯報文，還傳輸控制報文。

　　ICMP報文格式

　　ＩC M P所有報文的前4個字節都是一樣的，但是剩下的其他字節則互不相同。。

　　類型字段可以有1 5個不同的值，以描述特定類型的I C M P報文。某些I C M P報文還使用代碼字段的值來進一步描述不同的條件。

　　表示ICMP頭部的數據結構

　　typedefstruct icmp_hdr

　　{ unsigned char icmp_type; //消息類型

　　unsigned char icmp_code; //代碼

　　unsigned short icmp_checksum; //校驗和

　　unsigned short icmp_id; //ID號

　　unsigned short icmp_sequence; //序列號

　　unsigned long icmp_timestamp; //時間戳

　　} ICMP_HDR，*PICMP_HDR;

　 ? ?ICMP報文的類型

　　ICMP 經常被認為是 IP 層的一個組成部分，它傳遞差錯報文以及其他需要注意的信息。ICMP 報文通常被 IP 層或更高層協議（TCP 或 UDP）使用。ICMP 報文是在 IP 數據報內部傳輸的。IP 協議是不可靠協議，不能保證 IP 數據報能夠成功的到達目的主機，無法進行差錯控制，而 ICMP 協議能夠協助 IP 協議完成這些功能。下面是 ICMP 報文的數據結構：

　　類型：一個 8 位類型字段，表示 ICMP 數據包類型;

　　代碼：一個 8 位代碼域，表示指定類型中的一個功能，如果一個類型中只有一種功能，代碼域置為 0;

　　檢驗和：數據包中 ICMP 部分上的一個 16 位檢驗和;

　　ICMP 差錯報文

　　當發送一份差錯報文時，報文始終包含 IP 的首部和產生 ICMP 差錯報文的 IP 數據報的前 8 位字節。這樣，接收 ICMP 差錯報文的模塊就會把它與某個特定的協議（根據 IP 數據報首部中的協議字段來判斷）和用戶進程（根據包含在 IP 數據報前 8 個字節中的 TCP 或 UDP 報文首部中的 TCP 或 UDP 端口號來判斷）聯系起來。

　　下面各種情況不會導致產生 ICMP 差錯報文：

　　ICMP 報文差錯（ICMP查詢報文可能會產生ICMP差錯報文）;

　　目的地址是廣播地址或多播地址的 IP 數據報;

　　作為鏈路層廣播的數據報;

　　不是 IP 分片的第一片;

　　源地址不是單個主機的數據報，也就是說，源地址不可能是零地址、環回地址、廣播地址或多播地址;

　　以下針對 ICMP 差錯報文的類型進行分析：

　　1、ICMP 目標不可達消息：IP 路由器無法將 IP 數據報發送給目的地址時，會給發送端主機返回一個目標不可達 ICMP 消息，并在這個消息中顯示不可達的具體原因。

　　2、ICMP 重定向消息：如果路由器發現發送端主機使用次優的路徑發送數據時，那么它會返回一個 ICMP 重定向消息給這個主機，這個消息包含了最合適的路由信息和源數據。主要發生在路由器持有更好的路由信息的情況下，路由器會通過這個 ICMP 重定向消息給發送端主機一個更合適的發送路由。

　　3、ICMP 超時消息：IP 數據包中有一個字段 TTL（Time to live，生存周期），它的值隨著每經過一個路由器就會減 1，直到減到 0 時該 IP 數據包被丟棄。此時，IP 路由器將發送一個 ICMP 超時消息給發送端主機，并通知該包已被丟棄。

　　4、源抑制消息：當 TCP/IP 主機發送數據到另一主機時，如果速度達到路由器或者鏈路的飽和狀態，路由器發出一個 ICMP 源抑制消息。

　　各種類型的I C M P報文如圖所示，不同類型由報文中的類型字段和代碼字段來共同決定。圖中的最后兩列表明I C M P報文是一份查詢報文還是一份差錯報文。因為對I C M P差錯報文有時需要作特殊處理，因此我們需要對它們進行區分。例如，在對I C M P差錯報文進行響應時，永遠不會生成另一份I C M P差錯報文（如果沒有這個限制規則，可能會遇到一個差錯產生另一個差錯的情況，而差錯再產生差錯，這樣會無休止地循環下去）。

　　當發送一份I C M P差錯報文時，報文始終包含I P的首部和產生I C M P差錯報文的I P數據報的前8個字節。這樣，接收I C M P差錯報文的模塊就會把它與某個特定的協議（根據I P數據報首部中的協議字段來判斷）和用戶進程（根據包含在I P數據報前8個字節中的T C P或U D P報文首部中的T C P或U D P端口號來判斷）聯系起來。6 。 5節將舉例來說明一點。

　　下面各種情況都不會導致產生I C M P差錯報文：

　　1） ICMP差錯報文（但是，I C M P查詢報文可能會產生I C M P差錯報文）。

　　2） 目的地址是廣播地址或多播地址的I P數據報。

　　3） 作為鏈路層廣播的數據報。

　　4） 不是I P分片的第一片。

　　5） 源地址不是單個主機的數據報。這就是說，源地址不能為零地址、環回地址、廣播地

　　址或多播地址。

　　這些規則是為了防止過去允許I C M P差錯報文對廣播分組響應所帶來的廣播風暴。

　　下面是幾種常見的ICMP報文：

　　1.響應請求

　　我們日常使用最多的ping，就是響應請求（Type=8）和應答（Type=0），一臺主機向一個節點發送一個Type=8的ICMP報文，如果途中沒有異常（例如被路由器丟棄、目標不回應ICMP或傳輸失敗），則目標返回Type=0的ICMP報文，說明這臺主機存在，更詳細的tracert通過計算ICMP報文通過的節點來確定主機與目標之間的網絡距離。

　　2.目標不可到達、源抑制和超時報文

　　這三種報文的格式是一樣的，目標不可到達報文（Type=3）在路由器或主機不能傳遞數據報時使用，例如我們要連接對方一個不存在的系統端口（端口號小于1024）時，將返回Type=3、Code=3的ICMP報文，它要告訴我們：“嘿，別連接了，我不在家的！”，常見的不可到達類型還有網絡不可到達（Code=0）、主機不可到達（Code=1）、協議不可到達（Code=2）等。源抑制則充當一個控制流量的角色，它通知主機減少數據報流量，由于ICMP沒有恢復傳輸的報文，所以只要停止該報文，主機就會逐漸恢復傳輸速率。最后，無連接方式網絡的問題就是數據報會丟失，或者長時間在網絡游蕩而找不到目標，或者擁塞導致主機在規定時間內無法重組數據報分段，這時就要觸發ICMP超時報文的產生。超時報文的代碼域有兩種取值：Code=0表示傳輸超時，Code=1表示重組分段超時。

　　3.時間戳

　　時間戳請求報文（Type=13）和時間戳應答報文（Type=14）用于測試兩臺主機之間數據報來回一次的傳輸時間。傳輸時，主機填充原始時間戳，接收方收到請求后填充接收時間戳后以Type=14的報文格式返回，發送方計算這個時間差。一些系統不響應這種報文。