ping 原理与ICMP协议
ping 的原理
假定主机A的IP地址是192.168.1.1,主机B的IP地址是192.168.1.2,都在同一子网内,则当你在主机A上运行“Ping 192.168.1.2”后,都发生了些什么呢?
首先,Ping命令会构建一个固定格式的ICMP请求数据包,然后由ICMP协议将这个数据包连同地址“192.168.1.2”一起交给IP层协议(和ICMP一样,实际上是一组后台运行的进程),IP层协议将以地址“192.168.1.2”作为目的地址,本机IP地址作为源地址,加上一些其他的控制信息,构建一个IP数据包,并在一个映射表中查找出IP地址192.168.1.2所对应的物理地址(也叫MAC地址,熟悉网卡配置的朋友不会陌生,这是数据链路层协议构建数据链路层的传输单元——帧所必需的),一并交给数据链路层。后者构建一个数据帧,目的地址是IP层传过来的物理地址,源地址则是本机的物理地址,还要附加上一些控制信息,依据以太网的介质访问规则,将它们传送出去。
主机B收到这个数据帧后,先检查它的目的地址,并和本机的物理地址对比,如符合,则接收;否则丢弃。接收后检查该数据帧,将IP数据包从帧中提取出来,交给本机的IP层协议。同样,IP层检查后,将有用的信息提取后交给ICMP协议,后者处理后,马上构建一个ICMP应答包,发送给主机A,其过程和主机A发送ICMP请求包到主机B一模一样。
1.IMCP协议介绍
前面讲到了,IP协议并不是一个可靠的协议,它不保证数据被送达,那么,自然的,保证数据送达的工作应该由其他的模块来完成。其中一个重要的模块就是ICMP(网络控制报文)协议。
当传送IP数据包发生错误--比如主机不可达,路由不可达等等,ICMP协议将会把错误信息封包,然后传送回给主机。给主机一个处理错误的机会,这 也就是为什么说建立在IP层以上的协议是可能做到安全的原因。ICMP数据包由8bit的错误类型和8bit的代码和16bit的校验和组成。而前 16bit就组成了ICMP所要传递的信息。
尽管在大多数情况下,错误的包传送应该给出ICMP报文,但是在特殊情况下,是不产生ICMP错误报文的。如下
- ICMP差错报文不会产生ICMP差错报文(出IMCP查询报文)(防止IMCP的无限产生和传送)
- 目的地址是广播地址或多播地址的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。这就是说,源地址不能为零地址、环回地址、广播地 址或多播地址。
虽然里面的一些规定现在还不是很明白,但是所有的这一切规定,都是为了防止产生ICMP报文的无限传播而定义的。
ICMP协议大致分为两类,一种是查询报文,一种是差错报文。其中查询报文有以下几种用途:
- ping查询
- 子网掩码查询(用于无盘工作站在初始化自身的时候初始化子网掩码)
- 时间戳查询(可以用来同步时间)
而差错报文则产生在数据传送发生错误的时候。就不赘述了。
2.ICMP的应用--ping
ping可以说是ICMP的最著名的应用,当我们某一个网站上不去的时候。通常会ping一下这个网站。ping会回显出一些有用的信息。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
Ping statistics for 10.4.24.1:
Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
Minimum = 0ms, Maximum = 0ms, Average = 0ms
ping这个单词源自声纳定位,而这个程序的作用也确实如此,它利用ICMP协议包来侦测另一个主机是否可达。原理是用类型码为0的ICMP发请 求,受到请求的主机则用类型码为8的ICMP回应。ping程序来计算间隔时间,并计算有多少个包被送达。用户就可以判断网络大致的情况。我们可以看到, ping给出来了传送的时间和TTL的数据。我给的例子不太好,因为走的路由少,有兴趣地可以ping一下国外的网站比如sf.net,就可以观察到一些 丢包的现象,而程序运行的时间也会更加的长。
ping还给我们一个看主机到目的主机的路由的机会。这是因为,ICMP的ping请求数据报在每经过一个路由器的时候,路由器都会把自己的ip放到该数 据报中。而目的主机则会把这个ip列表复制到回应icmp数据包中发回给主机。但是,无论如何,ip头所能纪录的路由列表是非常的有限。如果要观察路由, 我们还是需要使用更好的工具,就是要讲到的Traceroute(windows下面的名字叫做tracert)。
3.ICMP的应用--Traceroute
Traceroute是用来侦测主机到目的主机之间所经路由情况的重要工具,也是最便利的工具。前面说到,尽管ping工具也可以进行侦测,但是,因为ip头的限制,ping不能完全的记录下所经过的路由器。所以Traceroute正好就填补了这个缺憾。
Traceroute的原理是非常非常的有意思,它受到目的主机的IP后,首先给目的主机发送一个TTL=1(还记得TTL是什么吗?)的UDP(后面就 知道UDP是什么了)数据包,而经过的第一个路由器收到这个数据包以后,就自动把TTL减1,而TTL变为0以后,路由器就把这个包给抛弃了,并同时产生 一个主机不可达的ICMP数据报给主机。主机收到这个数据报以后再发一个TTL=2的UDP数据报给目的主机,然后刺激第二个路由器给主机发ICMP数据 报。如此往复直到到达目的主机。这样,traceroute就拿到了所有的路由器ip。从而避开了ip头只能记录有限路由IP的问题。
有人要问,我怎么知道UDP到没到达目的主机呢?这就涉及一个技巧的问题,TCP和UDP协议有一个端口号定义,而普通的网络程序只监控少数的几个号码较 小的端口,比如说80,比如说23,等等。而traceroute发送的是端口号>30000(真变态)的UDP报,所以到达目的主机的时候,目的 主机只能发送一个端口不可达的ICMP数据报给主机。主机接到这个报告以后就知道,主机到了。
ping 原理与ICMP协议的更多相关文章
- ping 原理与ICMP协议[转]
原文:http://blog.csdn.net/inject2006/article/details/2139149 ping 的原理 ping 程序是用来探测主机到主机之间是否可通信,如果不 ...
- ping 原理及ICMP协议简介
//Ping IP/域名 public static String pingIPCennect(String ipStr) { String result = ""; if ( ...
- PING的原理以及ICMP协议
主要内容: 1.ping的原理以及工作过程 2.ICMP协议 3.ICMP的应用:ping,traceroute 1.ping的原理以及工作过程 ping的原理 ping 程序是用来探测主机到主机 ...
- Ping命令与ICMP协议
ICMP协议 ICMP是"Internet Control Message Ptotocol"(Internet控制消息协议)的缩写.它是TCP/IP协议族的一个子协议,用于在IP ...
- ping命令基于ICMP协议的返回信息分析
Ping是潜水艇人员的专用术语,表示回应的声纳脉冲,在网络中 Ping 是一个十分好用的 TCP/IP 工具.它主要的功能是用来检测网络的连通情况和分析网络速度.可以利用 PING 命令检查网络连通状 ...
- 网络协议学习笔记(二)物理层到MAC层,交换机和VLAN,ICMP与ping原理
概述 之前网络学习笔记主要讲解了IP的诞生,或者说整个操作系统的诞生,一旦有了IP,就可以在网络的环境里和其他的机器展开沟通了.现在开始给大家讲解关于网络底层的相关知识. 从物理层到MAC层:如何在宿 ...
- 计网-ping服务命令与ICMP协议
目录 一.IP协议的助手 —— ICMP 协议(网络层协议) 二.ping —— 查询报文类型的使用 三.traceroute —— 差错报文类型的使用 参考:从Wireshark抓包软件角度理解PI ...
- IP协议的助手 —— ICMP 协议
IP协议的助手 —— ICMP 协议 IP协议的助手 —— ICMP 协议 ping 是基于 ICMP 协议工作的,所以要明白 ping 的工作,首先我们先来熟悉 ICMP 协议. ICMP 是什么? ...
- ICMP协议 广播以查询局域网内的所有主机
看到了很多局域网内的主机扫描工具,在想怎么去实现这样一个工具.前几天看了Ping源码--ICMP协议的实例,ICMP可以用来探测网联网内的任一主机,ICMP和广播地址结合来扫描局域网内的所有主机不是很 ...
随机推荐
- xadmin自定义菜单、增加功能、富文本编辑器
xadmin功能:https://www.cnblogs.com/derek1184405959/p/8682250.html#blogTitle7
- es原理
一: 一个请求到达es集群,选中一个coordinate节点以后,会通过请求路由到指定primary shard中,如果分发策略选择为round-robin,如果来4个请求,则2个打到primary ...
- 双链表的基本实现与讲解(C++描述)
双链表 双链表的意义 单链表相对于顺序表,确实在某些场景下解决了一些重要的问题,例如在需要插入或者删除大量元素的时候,它并不需要像顺序表一样移动很多元素,只需要修改指针的指向就可以了,其时间复杂度为 ...
- Logstash配置安装
logstash配置 http.host: xpack.monitoring.enabled: true xpack.monitoring.elasticsearch.username:"l ...
- hdu 5418 题解
第一眼看到这题,哇,这不是我刚做完的题吗?大水题!然后 这题表面很水,实际上有点坑. 题意 求经过 $ 1 - n $(不能遗漏) 并且回到 $ 1 $ 的最短路. 在看这题之前我们可以来看下这题 最 ...
- Redis--list类型操作命令
列表 list Redis列表是简单的字符串列表,按照插入顺序排序.你可以添加一个元素导列 表的头部(左边)或者尾部(右边) 列表 list——基本命令 lpush 语法:lpush key valu ...
- Android studio 3.1.3真机调试报错,no target device found
Android studio 3.1.2 的 Android monitor 改为 Android profiler,直接点这个就可以真机调试,在手机安装相应app 如果不行,报错,"no ...
- 【Qt】Qt5.12连接MySQl5.7(亲自测试成功)
目录 00. 目录 01. Qt5.12连接MySQL5.7测试代码 02. Qt5.12连接MySQL5.7问题描述 03. 解决办法 04. 结果测试 05. 打赏 00. 目录 01. Qt5. ...
- NIO-FileChannel源码分析
目录 NIO-FileChannel源码分析 目录 前言 RandomAccessFile 接口 创建实例 获取文件通道 FileChannelImpl 创建 写文件 读文件 修改起始位置 获取文件长 ...
- 网页调试js时,如何知道某个事件对应哪段js代码?
有时候我们需要知道某个事件对应的js代码,比如点击一个div元素时,出现下拉框,我想知道这个功能对应的js代码,那就可以按下图操作: 勾选click事件,重新运行,那么就会在每个click事件那里设置 ...