網(wǎng)絡層--icmp協(xié)議（05）

ping 原理與ICMP協(xié)議

    以前剛開始看的時候總覺得網(wǎng)絡協(xié)議只能是層層封裝，雖然查找資料，都說在網(wǎng)絡上面同時有IP協(xié)議，arp協(xié)議，ICMP和IGMP協(xié)議，但自己就是繞不過彎來，現(xiàn)在想想，唉。。。。

ping 的原理

    ping 程序是用來探測主機到主機之間是否可通信，如果不能ping到某臺主機，表明不能和這臺主機建立連接。ping 使用的是ICMP協(xié)議，它發(fā)送icmp回送請求消息給目的主機。ICMP協(xié)議規(guī)定：目的主機必須返回ICMP回送應答消息給源主機。如果源主機在一定時間內收到應答，則認為主機可達。    

   ICMP協(xié)議通過IP協(xié)議發(fā)送的，IP協(xié)議是一種無連接的，不可靠的數(shù)據(jù)包協(xié)議。

   ICMP協(xié)議在實際傳輸中數(shù)據(jù)包：20字節(jié)IP首部 + 8字節(jié)ICMP首部+ 1472字節(jié)<數(shù)據(jù)大小>38字節(jié)

    ICMP首部：8位類型+8位代碼+16位校驗和+(不同的類型和代碼，格式也有所不同)

        icmp協(xié)議構成的數(shù)據(jù)包通過抓包發(fā)現(xiàn)是有序的隨機一段或者幾段的字母表

   ICMP是（Internet Control Message Protocol）Internet控制報文協(xié)議，一種面向無連接的協(xié)議。控制消息是指網(wǎng)絡通不通、主機是否可達、路由是否可用等網(wǎng)絡本身的消息。這些控制消息本身并不傳輸用戶數(shù)據(jù)。

抓包分析一組數(shù)據(jù)：

  對于request的抓包，可以看到類型為8，代碼為0，代表請求回顯（ping請求），同時有16位的校驗和 

**************************************************************************************

對于reply的抓包，可以看到類型為0，代碼為0，代表回顯應答（ping應答）

附具體的ICMP報文的類型

ICMP協(xié)議大致分為兩類，一種是查詢報文，一種是差錯報文。其中查詢報文有以下幾種用途:

1. ping查詢

2. 子網(wǎng)掩碼查詢（用于無盤工作站在初始化自身的時候初始化子網(wǎng)掩碼）

3. 時間戳查詢（可以用來同步時間）

而差錯報文則產生在數(shù)據(jù)傳送發(fā)生錯誤的時候。就不贅述了。

• 2.ICMP的應用--ping

ping可以說是ICMP的最著名的應用，當我們某一個網(wǎng)站上不去的時候。通常會ping一下這個網(wǎng)站。ping會回顯出一些有用的信息。一般的信息如下:

Reply from 10.4.24.1: bytes=32 time<1ms TTL=255
Reply from 10.4.24.1: bytes=32 time<1ms TTL=255
Reply from 10.4.24.1: bytes=32 time<1ms TTL=255
Reply from 10.4.24.1: bytes=32 time<1ms TTL=255

    TTL的值從目的主機到源主機，每經(jīng)過一個路由減1，實際上也可以通過TTL的大小判斷目的主機的系統(tǒng)，默認windows系統(tǒng)是128，linux系統(tǒng)是64.

• ICMP的應用--Traceroute

Traceroute是用來偵測主機到目的主機之間所經(jīng)路由情況的重要工具，也是最便利的工具。前面說到，盡管ping工具也可以進行偵測，但是，因為ip頭的限制，ping不能完全的記錄下所經(jīng)過的路由器。所以Traceroute正好就填補了這個缺憾。

Traceroute的原理是非常非常的有意思，它受到目的主機的IP后，首先給目的主機發(fā)送一個TTL=1（還記得TTL是什么嗎？）的UDP(后面就 知道UDP是什么了)數(shù)據(jù)包，而經(jīng)過的第一個路由器收到這個數(shù)據(jù)包以后，就自動把TTL減1，而TTL變?yōu)?以后，路由器就把這個包給拋棄了，并同時產生 一個主機不可達的ICMP數(shù)據(jù)報給主機。主機收到這個數(shù)據(jù)報以后再發(fā)一個TTL=2的UDP數(shù)據(jù)報給目的主機，然后刺激第二個路由器給主機發(fā)ICMP數(shù)據(jù) 報。如此往復直到到達目的主機。這樣，traceroute就拿到了所有的路由器ip。從而避開了ip頭只能記錄有限路由IP的問題。

有人要問，我怎么知道UDP到?jīng)]到達目的主機呢？這就涉及一個技巧的問題，TCP和UDP協(xié)議有一個端口號定義，而普通的網(wǎng)絡程序只監(jiān)控少數(shù)的幾個號碼較 小的端口，比如說80,比如說23,等等。而traceroute發(fā)送的是端口號>30000(真變態(tài))的UDP報，所以到達目的主機的時候，目的 主機只能發(fā)送一個端口不可達的ICMP數(shù)據(jù)報給主機。主機接到這個報告以后就知道，主機到了