【网络协议】ICMP协议、Ping、Traceroute

    ICMP协议

    ICMP常常被认为是IP层的一个组成部分，它是网络层的一个协议，它传递差错报文以及其余须要注意的信息，ICMP报文一般被IP层或更高层（TCP、UDP等）使用，它是在IP数据报内传输的。

    ICMP报文大体分为两类：查询报文和差错报文。

    先来看差错报文。当传送IP数据报发生错误时（好比主机不可达、网络不可达等），ICMP协议将会发送一个ICMP差错报文给源主机，好让主机作出相应的处理，也所以IP层以上的一些协议有可能作到可靠传输。书中给出了ICMP差错报文中的一些组合（类型和代码的组合）描述：如网络不可达、网络不可达、协议不可达、端口不可达等。这里说下端口不可达的意思：UDP的规则之一是，若是收到一份UDP数据报而目的端口与某个正在使用的进程不相符，那么UDP返回一个ICMP不可达报文，将报文中的类型和代码的组合设定为端口不可达。Traceroute程序就是利用端口不可达来产生ICMP差错报文的。

    另外，在大多数状况下，传送IP数据报发生错误，会产生一个ICMP错误报文，但下面各类状况都不会致使产生ICMP差错报文：

• ICMP差错报文不会产生差错报文（ICMP查询报文可能会产生ICMP差错报文）；
• 目的地址是广播地址和多播地址的IP数据报；
• 做为链路层广播的数据报；
• 不是IP分片的第一片
• 源地址不是单个主机的数据报。

    这些规则是为了防止过去容许ICMP差错报文对广播分组影响所带来的广播风暴。

    再来看ICMP查询报文，查询报文主要用途有：

• 子网掩码查询；
• 时间戳查询；
• ping查询。

    ping程序

    ping是ICMP的一个很著名的应用。ping程序时对两个TCP/IP系统连通性进行测试的基本工具，它只利用ICMP回显请求和回显应答报文，而不用通过传输层，ping服务器通常在内核中试下ICMP的功能。当某一个网站访问不了时，咱们就能够ping一下这个网站，看下连通状况。好比下图：

    这里先ping到google的服务器，咱们能够看到连通性不是很好，丢包率为50%，而咱们又ping了下Github的服务器，连通性比较好，丢包率为0%。

    Traceroute程序

    Traceroute是ICMP协议的另外一个重要应用，主要用来侦测源主机到目的主机之间所通过的路由的状况。Traceroute使用ICMP报文和IP首部中的TTL字段，其原理很简单，开始时发送一个TTL字段为1的UDP数据报，然后每次收到ICMP超时报文后，再发送一个TTL字段加1的UDP数据报，以肯定路径中的每一个路由器，而每一个路由器在丢弃UDP数据报时都会返回一个ICMP超时报文，最终到达目的主机后，因为ICMP选择了一个不可能的值做为UDP端口（大于30000）。这样目的主机就会发送一个端口不可达的ICMP差错报文。