【网络协议】ICMP协议、Ping、Traceroute

    ICMP协议

ICMP常常被觉得是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它须要注意的信息。ICMP报文通常被IP层或更高层（TCP、UDP等）使用，它是在IP数据报内传输的。

ICMP报文大致分为两类：查询报文和差错报文。

先来看差错报文。当传送IP数据报错误发生时（比方主机不可达、网络不可达等），ICMP协议将会发送一个ICMP差错报文给源主机，好让主机做出对应的处理，也因此IP层以上的一些协议有可能做到可靠传输。

书中给出了ICMP差错报文中的一些组合（类型和代码的组合）描写叙述：如网络不可达、网络不可达、协议不可达、port不可达等。

这里说下port不可达的意思：UDP的规则之中的一个是，假设收到一份UDP数据报而目的port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port不可达。Traceroute程序就是利用port不可达来产生ICMP差错报文的。

另外，在大多数情况下，传送IP数据报错误发生，会产生一个ICMP错误报文。但以下各种情况都不会导致产生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；
• 作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同意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的一个非常著名的应用。ping程序时对两个TCP/IP系统连通性进行測试的基本工具，它仅仅利用ICMP回显请求和回显应答报文。而不用经过传输层，pingserver一般在内核中试下ICMP的功能。

当某一个站点訪问不了时。我们就能够ping一下这个站点，看下连通情况。比方下图：

这里先ping到google的server，我们能够看到连通性不是非常好，丢包率为50%，而我们又ping了下Github的server，连通性比較好，丢包率为0%。

    Traceroute程序

Traceroute是ICMP协议的还有一个重要应用。主要用来侦測源主机到目的主机之间所经过的路由的情况。Traceroute使用ICMP报文和IP首部中的TTL字段，其原理非常easy，開始时发送一个TTL字段为1的UDP数据报，而后每次收到ICMP超时报文后，再发送一个TTL字段加1的UDP数据报，以确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，终于到达目的主机后，因为ICMP选择了一个不可能的值作为UDPport（大于30000）。

这样目的主机就会发送一个port不可达的ICMP差错报文。