[协议]ICMP协议剖析

1、ICMP简介

ICMP全名为(INTERNET CONTROL
MESSAGE PROTOCOL)网络控制消息协议。

ICMP的协议号为1。

ICMP报文就像是IP报文的小弟，总顶着IP报文的名头出来混。因为ICMP报文是在IP报文内部的，如图：

图：IP数据报

2、ICMP类型

ICMP报文主要有两大功能：查询报文和差错报文。

3、目的不可达(Destination Unreachable Message)

0                  
1                  
2                  
3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|     Type    
 |     Code     
|         
Checksum            
|

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|                            
unused                           
|

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|      Internet Header + 64 bits of Original Data
Datagram      |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

日常生活中，邮寄包裹会经过多个传递环节，任意一环如果无法传下去，都会返回寄件人，并附上无法邮寄的原因。同理，当路由器收到一个无法传递下去的IP报文时，会发送ICMP目的不可达报文（Type为3）给IP报文的源发送方。报文中的Code就表示发送失败的原因。

Code

0 = net unreachable;

1 = host unreachable;

2 = protocol unreachable;

3 = port unreachable;

4 = fragmentation needed and DF set;

5 = source route failed.

4、超时(Time Exceeded Message)

0                  
1                  
2                  
3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|     Type   
  |     Code     
|         
Checksum            
|

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|                            
unused                           
|

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|      Internet Header + 64 bits of Original Data
Datagram      |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

网络传输IP数据报的过程中，如果IP数据包的TTL值逐渐递减为0时，需要丢弃数据报。这时，路由器需要向源发送方发送ICMP超时报文(Type为11)，Code为0，表示传输过程中超时了。

一个IP数据报可能会因为过大而被分片，然后在目的主机侧把所有的分片重组。如果主机迟迟没有等到所有的分片报文，就会向源发送方发送一个ICMP超时报文，Code为1，表示分片重组超时了。

5、参数错误报文(Parameter Problem Message)

0                  
1                  
2        
          3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|     Type     
|     Code     
|         
Checksum            
|

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|    Pointer   
|                  
unused                     
|

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|      Internet Header + 64 bits of Original Data
Datagram      |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

当路由器或主机处理数据报时，发现因为报文头的参数错误而不得不丢弃报文时，需要向源发送方发送参数错误报文(Type为12)。当Code为0时，报文中的Pointer表示错误的字节位置。

6、源冷却(Source Quench Message)

0                  
1                  
2                  
3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|     Type     
|     Code     
|         
Checksum            
|

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|                            
unused                           
|

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|      Internet Header + 64 bits of Original Data
Datagram      |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

路由器在处理报文时会有一个缓存队列。如果超过最大缓存队列，将无法处理，从而丢弃报文。并向源发送方发一个ICMP源冷却报文(Type为4)，告诉对方：“嘿，我这里客满了，你迟点再来。”

7、重定向(Redirect Message)

0                  
1                  
2                  
3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|     Type     
|     Code     
|         
Checksum            
|

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|                
Gateway Internet
Address                     
|

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|      Internet Header + 64 bits of Original Data
Datagram      |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

想像一下，在公司中，有人来你的项目组问你某某某在哪儿。你一想，我们组没有这人啊。你肯定就会说，我们组没有这号人，你去其他组看看。当路由收到IP数据报，发现数据报的目的地址在路由表上没有，它就会发ICMP重定向报文(Type为5)给源发送方，提醒它想要发送的地址不在，去其他地方找找吧。

8、请求回显或回显应答(Echo or Echo Reply Message)

0                  
1                  
2                  
3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|     Type     
|     Code     
|          Checksum  
          |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|          
Identifier         
|        Sequence
Number        |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|     Data ...

+-+-+-+-+-

Type(8)是请求回显报文(Echo)；Type(0)是回显应答报文(Echo Reply)。

请求回显或回显应答报文属于查询报文。Ping就是用这种报文进行查询和回应。

9、时间戳或时间戳请求(Timestamp or Timestamp Reply Message)

0                  
1                  
2                  
3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|     Type     
|      Code    
|          Checksum  
          |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|          
Identifier         
|        Sequence Number       
|

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|     Originate
Timestamp        
                              |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|     Receive
Timestamp                                        
|

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|     Transmit
Timestamp                                       
|

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

时间戳报文是用来记录收发以及传输时间的报文。Originate Timestamp记录的是发送方发送报文的时刻；Receive
Timestamp记录的是接收方收到报文的时刻；Transmit
Timestamp表示回显这最后发送报文的时刻。

10、信息请求或信息响应

0                  
1                  
2                  
3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|     Type     
|      Code    
|         
Checksum            
|

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|          
Identifier         
|        Sequence
Number        |

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

这种报文是用来找出一个主机所在的网络个数（一个主机可能会在多个网络中）。报文的IP消息头的目的地址会填为全0，表示this，源地址会填为源IP所在的网络IP。

总结

图：ICMP知识点思维导图 

参考

http://www.rfc-editor.org/info/rfc792（RFC792）