网络详解 - 网络层（5）ICMP 网络控制管理协议

ICMP 协议的出现用于提供网络中数据报的交付机会，反馈异常数据报告。这个协议包含3个字段，类型，代码，校验和(和之前一样，反码求和运算)。

类型主要有两大类报文ICMP差错控制报文和ICMP询问报文。这里只将常用的列举出来，详细内容可以在查看。
https://en.wikipedia.org/wiki/Internet_Control_Message_Protocol#Control_messages

差错控制

类型值	说明
3	终点不可达
11	超时（跳数到0后还未到重点）
12	参数错误（首部参数有误）
5	改变路由（类似重定向，下次发送数据报的时候，可以选择更好的路由）

差错控制类型的报文，在头部字段一般会包含，错误数据的IPv4协议头，以及传输层的前8个字节（源端口、目的端口、其他数据|视协议而定）

询问

类型值	说明
8或0	Echo请求的请求或者应答
13或14	时间戳请求的请求或者应答

每种类型还有有详细的代码来说明具体是什么情况。这里就不一一列举了，如下图。

常见的应用

目前抓包的主机为 192.168.200.155

路由改变

这个数据报得出，之前本机发送的目标地址为17.248.156.12数据报，原先是将该数据报发送给192.168.200.254，现在有更好的选择，发送给192.168.200.14就好了。

触发的条件
* 数据报进入路由器的接口是数据报被发送的同一个接口。
* IP原地址的子网或网络是路由信息包的下一跳IP地址的相同子网或网络。
* 数据包不来源路由。
* 配置允许发送重定向。

ping原理（Echo）

下面两个数据报是本机进行ping命令之后 分别抓到是Echo的请求和应答。

由应答数据报可以的得出，本到192.168.207.120的网络是否通畅和网络状态。

traceroute原理

type=11（超时，ttl耗尽）、3（重点不可达）

在下面举个例子，下面我在本机上命令行输入 traceroute drugs.dxy.cn。
首先出现的是出现一个警告由于我选择的地址有多个IP地址，这里选择了 121.43.176.163 这个地址。

紧接着是有11行数据，表示由本机到该地址，需要经过11个路由器。其中有带*的是匿名路由器，对我们发出去的数据报，并未回应相应的 ICMP 数据报，也可能是数据报丢失了。

原理解析
1.首先构造一个终点不可达的UDP数据报，将 TTL 设置成1。
2.将该数据报发送出去，一共发送 3 次。
3.等待接受 ICMP 数据报，并将受到的数据报打印出来。
4.接受到3个的数据报，或者超时，就进入下一步。
5.如果返回的数据报中有Type = 3的数据报（终点不可达，表示已经到重点了）就终止该程序，否则将 TTL 加一，返回步骤2。

这里是利用了 TTL 的性质来检测中间路由器，因为数据包每被转发的时候 TTL 就会减一，当 TTL 到0的时候，就说明这个数据报时间已经耗尽，不允许继续传输了，路由器就是反馈一个 ICMP 数据报来告知这个错误，由此，将数据包 的 TTL 每次 +1 ，程序就得知中间每层的路由器。

当数据报达到重点后，服务器接受到数据报后发现无法处理，就反馈 type=3 的 ICMP 数据报，程序就知道数据报已经到达终点了，无需在进行发送了。就完成了整个流程。