ICMP协议

  • ICMP 的全称是 Internet Control Message Protocol(互联网控制协议)
  • 用于在IP主机、路由器之间发送控制消息
    • 不用于传输用户数据
    • 控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息
  • ICMP 报文承载在 IP 包中
    • 就和 TCP 与 UDP 报文段作为 IP 有效载荷被承载那样
    • 但ICMP和IP协议是一层的，而不是和TCP、UDP协议一层
      • 所以首部没有端口号字段

组成

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分类

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ICMP 超时消息(Type: 11)

  • 在 IP 数据包中有一个叫做 TTL(Time To Live, 生存周期) ，指定IP包被路由器丢弃之前允许通过的最大路由节点数量
    • 它的值在每经过路由器一跳之后都会减 1，减为 0 时IP 数据包会被丢弃，并返回错误
      • 主要目的就是为了防止路由器控制遇到问题发生循环状况时，避免 IP 包无休止的在网络上转发
    • IPv4报头的一个8 bit字段
      • TTL的最大值是255，TTL的一个推荐值是64
  • 此时路由器会发送一个 ICMP 超时消息(Code=0)发送给主机，通知该包已经被丢弃
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ICMP 目标不可达(Type: 3)

  • 路由器无法将 IP 数据报发送给目标地址时，会给发送端主机返回目标不可达的 ICMP 消息，并且用Code字段表示不可达的具体原因
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ICMP 回送消息(Type: 0 和 Type: 8)

  • 用于判断相互通信的主机之间是否连通，也就是判断所发送的数据包是否能够到达目标主机
  • Type=8: 回送请求ICMP Echo Request Message
  • Type=0: 回送应答ICMP Echo Reply Message
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ICMP 重定向消息(Type: 5)

  • 路由器发现发送端主机使用了次优的路径发送数据，那么它会返回一个 ICMP 重定向的消息给这个主机
    • 这个 ICMP 重定向消息包含了更合适的路由信息
  • 好处：
    • 优化数据在网络中的转发路径，使得流量更快到达目的地
    • 降低网络资源利用率，例如带宽和路由器 CPU 负载
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ICMP 原点抑制消息(Type: 4)

  • 在使用低速率网络的情况下，在网络通信遇到网络拥堵的情况下，需要抑制 IP 数据报的发送
    • 路由器的发送队列的残存数据报变为 0 从而无法发送时，向源地址发送该ICMP消息
  • 不过这个 ICMP 消息可能会引起不公平的网络通信，一般不被使用
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ICMPv6

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  • ICMPv6邻居探索协议
    • 用于查询 IPv6 地址于 MAC 地址的对应关系
    • 利用IPv6 的多播地址实现传输

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  • ipv6支持在没有 DHCP 服务器的环境下也能实现 IP 地址的自动获取
    • 如果是一个没有路由器的网络，就使用 MAC 地址作为链路本地单播地址
    • 在一个有路由器的网络环境中，可以从路由器获得 IPv6 地址的前面部分，后面部分使用 MAC 地址进行设置
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Traceroute

  • Traceroute 的基本原理：向外发送带有逐次递增 TTL 的数据包从而获取的路径中每一跳的信息
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  • Traceroute 的实现一共有三种方法：

    • UDP： 向外发送的是一个 UDP 数据包，最终返回的是 ICMP Destination Unreachable
    • ICMP：向外发送的是一个 ICMP Echo Request，最终返回的是 ICMP Echo Reply
    • TCP: 向外发送的是一个 TCP SYN 数据包，最终返回的是 TCP RST

  • UDP实现

    • 客户端使用一个大于30000的目标端口号发送UDP报文
      • 这么大的端口号目的端一般未使用，所以会收到一个端口不可达信息

  • ICMP实现

    • 相比UDP，更容易穿透防火墙
      • 很多应用服务器都不提供UDP服务（或者被防火墙挡掉），所以拿不到服务器的任何返回,实际用起来并不能达到想要的效果
      • 而为了有利于troubeshooting，一般ICMP Echo request/reply是不会被封禁的
        • 所以一般能ping通
    • 运营商可能会封了大目的端口号的UDP包
      • 因为UDP没有连接，常被用作网络攻击
      • 运营商为了安全考虑，只允许白名单端口的UDP包通过
        • 比如DNS、DHCP的

  • TCP实现

    • 穿透防火墙的几率更大，因为 TCP SYN 看起来是试图建立一个正常的 TCP 连接

  • 为什么会出现中间节点为*，但是最终节点可以到达？

    • 有些路由器会隐藏的自己的IP，不让ICMP TTL-Expired的返回消息通过，结果就是在那一跳上始终会显示星号

  • 为什么会一个节点后所有的节点都没有数据？

    • UDP或者ICMP请求被封禁了

  • Traceroute能保证每个分组都是走一样路由路径吗？

    • 不能，只有在对称路由时才能给出准确的测量
    • 一般多路径路由是在运营商或者目标主机前出现负载均衡

  • 参考：

posted @ 2021-08-31 17:16  萤火1998  阅读(2)  评论(0)    收藏  举报  来源