【笔记】tcp/ip illustrated 【7 ping】

1、参考

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TCP/IP详解 卷1：协议（英文版）

TCP/IP详解 卷1：协议

2、名词解释

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RR，record route, 记录路由

3、内容

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1. 概要

ping本来定义为声纳定位物体，ping程序是Mike Muuss编写，用于测试某个主机是否能够到达
ping程序发送一个ICMP回显请求报文到指定主机，并等待返回ICMP回显应答
通常，若是不能Ping到某台主机，就不能Telnet, FTP到那台主机，若是不能Telnet到某台主机，那么一般能够用Ping程序来肯定问题出在哪里
Ping程序还能测出到本机的往返时间，代表主机和目标主机的网络距离

随着安全意识的加强，出现了提供访问控制清单的路由器和防火墙，一台主机的可达性可能不仅是取决于IP层是否可达，还取决于使用何种协议以及端口号，因此，Ping程序的运行结果可能显示某个主机不可达，可是能够Telnet远程登陆到该台主机的25端口

2. ping程序

称发送ping程序为客户，被ping的主机为服务器，大多数TCP/IP实现都在内核中直接支持Ping服务器（不是一个用户进程，ICMP查询服务，例如：地址掩码或者时间戳请求，也是在内核中实现）

Unix系统在实现ping程序时候，把ICMP报文中的标识符字段设置成发送进程的ID号，这样，即便同一台主机上同时运行多个ping程序实例，ping程序能够识别出返回的信息

序列号从0开始，每发送一次新的回显请求，递增1，ping程序打印出返回的每一个分组的序列号，运行查看是否有分组丢失、失序、重复（由于IP层是尽力而为的数据报传递服务，因此这些状况均可能发生）

2.1 局域网输出

当返回ICMP回显应答时候，要打印出序列号和TTL，计算往返时间
经过在ICMP报文数据中存放发送请求的时间值计算往返时间（当应答返回时候，用当前时间减去存放在ICMP报文中的时间值，便是往返时间）

如上，第一行包含目的主机的IP地址和主机名称，说明主机名称被解析为IP地址（利用DNS协议）
一般，第一个往返时间值比其余的大，因为目的端的硬件地址不在ARP高速缓存中的缘由

2.2 广域网输出

在一个广域网上，结果可能会有很大不一样，上面的例子是某个工做日的下午的运行结果，
序列号为1，2，3，4等回显请求或者回显应答在某个地方丢失，往返时间发送了很大的变化
经过广域网还有可能看到重复的分组（即相同的序列号的分组被打印两次或者屡次），失序的分组（序列号为N+1的分组在序列号N的分组以前被打印）

2.3 线路SLIP连接

SLIP链路，由于它们常常运行于低速的异步方式（9600b/s或者更低）
默认状况下，ICMP报文有56个字节，再加上20个字节的IP首部和8个字节的ICMP首部，IP数据报的总长度为84字节
根据链路层，SLIP会在IP数据报的开始结尾加上END字符，此外，SLIP帧还有可能再增长一些字节，取决于数据报中的每一个字节的值，

假设，把主机bsdi和slip之间的SLIP链路传输速率设置为1200 b/s
因为一个字节有8位数据，1位起始位，1位结束位，传输速率是1秒120个字节，即一个字节 1000 / 120 = 8.33 ms
估计须要1433（86 8.33 2）ms

由上，往返时间大约是1.5秒，可是程序发送ICMP回显请求是1秒1次，
说明在第一个回显应答返回以前，就已经发送了两次请求（分别在0秒和1秒），因此，总结行中丢失一个分组，实际上并未丢失，极可能应答仍然在返回的途中

2.4 拨号SLIP链路

对于拨号的SLIP链路来讲，状况有些变化，由于在链路的两端增长了调制解调器，用于sun和netb系统之间的调制解调器，带来了时延，随着数据的压缩，分组长度可能会减小，可是因为使用了错误控制协议，分组长度有可能会增长

接收端的调制解调器只能在验证了循环检验字符（检验和）后才能释放收到的数据
最后，还须要处理每一端的计算机异步串行接口，许多操做系统只能在固定的时间间隔内，或者收到若干字符后，才去读这些接口

3. IP记录路由选项

Ping程序提供了查看IP记录路由选项的机会，提供了-R参数，用于记录路由功能
使得ping程序在发送出去的IP数据报中设置IP RR选项（该IP数据报包含ICMP回显请求报文），这样
每一个处理该数据报的路由器都把它的IP地址放入选项字段中，
当数据报到达目的端后，IP地址清单应该复制到ICMP回显应答中，这样返回途中，全部通过的路由器地址也会被加入到清单中，当ping程序收到回显应答时候，就打印出IP地址清单

最大的问题，IP首部中只有有限的空间存放IP地址，首部中的首部长度字段只有4位，所以整个IP首部最长只能包含15个32位长的字（60个字节）因为IP首部固定长度是20字节，RR选项使用3个字节，只有37个字节来存放IP地址清单，即只能存放9个IP地址