ICMP协议讲解PPT学习课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,TCPIP,1,ICMP,协议介绍,部门：产品中心测试部,科室：软件测试科,讲师：门荟,时间：,2015.3.24,Ip,协议为了有效利用网络资源，提供了不可靠和无连接的数据报交付服务，它只提供把数据报从源点交付到终点，而不关心过程中是否有丢失或者损坏。,Ip,协议缺少：差错控制和查询辅助机制,实际网络都有哪些不可预知的错误发生？,例如：,1,、路由器找不到最终终点,2,、数据报生存时间为,0,而被丢弃,3,、在有限时间内主机无法收到一个数据报的所有分片，而被迫丢弃已收到的分片,等等。,如果上述错误发生该怎么办？,因此,ICMP,协议就顺理成章得诞生了！,ICMP,协议：,Internet Control Message Protocol,它对,IP,包无法传输时提供报告，这些差错报告帮助了发送方了解为什么无法传递，网络发生了什么问题，确定应用程序后续操作。,它还提供了一种查询机制，有利于网络环境分析和网络问题定位。,ICMP,是一种差错与控制集于一体的协议，不仅用于传输差错报文，而且用于传输控制报文，以及请求,/,应答报文,主要内容,ICMP,协议的类型,ICMP,报文格式,常用,ICMP,差错报文,常用,ICMP,控制报文,常用,ICMP,请求,/,应答报文,6,网际控制报文协议,ICMP,为了提高,IP,数据报交付成功的机会，在网际层使用了网际控制报文协议,ICMP(Internet Control Message Protocol),。,ICMP,允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告。,ICMP,不是高层协议，而是,IP,层的协议。,ICMP,报文作为,IP,层数据报的数据，加上数据报的首部，组成,IP,数据报发送出去。,7,ICMP,协议,8,IP,报头,ICMP,数据,type,code,checksum,ICMP,报头,ICMP,报文,IP,数据报,ICMP,报文的类型,9,ICMP,报文,ICMP,差错报文,ICMP,差错报文伴随着丢弃出错数据产生的。一旦,IP,发现出错，首先丢弃出错的,IP,数据报，之后发出,ICMP,差错报文。,ICMP,差错报文不享受特别的优先级，作为一般数据传输。为了更好地帮助源主机排错，,ICMP,差错报文中除了包含出错数据报的报头，而且还包括其数据区的前,64bits,的数据,。,ICMP,差错报文包括,目的地不可达报文,、,超时报文,、,参数错报文,等。,10,ICMP,报文,ICMP,控制报文,IP,协议包括了拥塞控制和路由控制两个部分，,ICMP,提供了相应的控制报文：,源抑制报文,和,重定向报文,。,ICMP,请求,/,应答报文,ICMP,还提供了一些用于获得有用信息的一些请求,/,应答报文：,ECHO,请求,/,应答报文,和,时间戳请求,/,应答报文,。,11,ICMP,报文的格式,12,首 部,ICMP,报文,0,数 据 部 分,检验和,类型,代码,（这,4,个字节取决于,ICMP,报文的类型）,8,16,31,IP,数据报,前,4,个字节,都是一样的,ICMP,的数据部分（长度取决于类型）,ICMP,报文格式,类型域,ICMP,报文类型 类型域,ICMP,报文类型,0,回应应答,12,数据报参数错,3,信宿不可到达,13,时戳请求,4,源抑制,14,时戳应答,5,重定向,17,地址模请求,8,回应请求,18,地址模响应,11,数据报超时,13,ICMP,报文格式,代码,(code):,提供报文类型的进一步信息；,校验和,(checksum):,提供整个,ICMP,报文的校验和；,数据区：包括出错数据报的报头及该数据报的前,64bit,数据；这些信息可以帮助信源机确定,出错数据报,.,14,1,、差错报文,ICMP,差错报文,目的地不可达,当网络节点认为某数据报的目的地不可达时，就向该数据报的源主机发送一个目的地不可达的,ICMP,分组。,ICMP,报文,type,（,8bits,）,3,code,（,8bits,）,0=net unreachable;,1=host unreachable;,2=protocol unreachable;,3=port unreachable;,4=fragmentation needed and DF set;,5=source route failed.,6,、,7,、,815,有,15,个,code,，不一一列举。,Checksum,（,16bits,）,unused,（,32bits,）,Internet header+64 bits of original data dategram,16,主机,A,路由器,其它网络,向主机,B,发送数据,目的主机不可达,向,B,发送数据,不知如何到达,B,发送,ICMP,报文,讨论,信宿不可达的,4,个层次：网络、主机、协议、端口；,网络不可到达,：寻址故障；,主机不可到达,：信宿机所在网络的最后一个网关发现其关闭或故障；,协议和端口不可到达,网络高层可采用多种协议，,通过协议端口,(port),实现访问；,协议号、端口号和网络地址、主机地址一样，作为数据报信宿地址的一部分使用；,同一协议可以通过不同的协议端口，同时处理多个访问；,17,讨论,下面各种情况不会导致产生,ICMP,差错报文：,1)ICMP,差错报文。,2),目的地址是广播地址或多播地址（,D,类地址）的,IP,数据报。,3),作为链路层广播的数据报。,4),不是,IP,分片的第一片。,5),源地址不是单个主机的数据报。即源地址不能为零地址、环回地址、广播地址或多播地址。,18,为了防止过去允许,ICMP,差错报文对广播分组响应所带来的广播风暴。,ICMP,差错报文,超时,当网络结点发现某数据报的,TTL,域为零，需要丢弃此数据报时，需要向该数据报的源主机告知超时出错。,当目的主机在分段重组时，规定时间内由于分段丢失未完成重组，需要发送超时报文。,ICMP,报文,type,（,8bits,）,11,code,（,8bits,）,0=time to live exceeded in transit;,1=fragment reassembly time exceeded;,Checksum,（,16bits,）,unused,（,32bits,）,Internet header+64 bits of original data dategram,19,ICMP,差错报文,参数错,当网络结点或主机发现数据报中的报头参数出错（例如选项出错，无效报头等）时，发送参数错报文。,ICMP,报文,type,（,8bits,）,12,code,（,8bits,）,0=,包头出错,1=,缺少所需的选项部分,Checksum,（,16bits,）,Pointer,（,8bits,）,当,code,0,时，标明发生错误的八位组。,unused,（,24bits,）,Internet header+64 bits of original data dategram,20,2,、控制报文,ICMP,控制报文,源抑制,对于无连接的,IP,协议而言，拥塞控制是一个很重要的问题，,TCP/IP,利用发送,ICMP,源抑制报文，抑制源主机发出数据的速率来解决拥塞问题。,ICMP,源抑制报文中,type,4,，,code,1,。,22,ICMP,控制报文,源抑制,发送源抑制报文的情况：,当路由器或者主机因拥塞而丢弃数据报时，它就向数据报的发送端发送源点抑制报文。,目的：,1,、通知源点，数据报已经被丢弃,2,、警告源点，路径中某处出现了拥塞，源点必须放慢发送过程。,23,ICMP,控制报文,源抑制,ICMP,源抑制包括了三个阶段：,网络结点发现产生拥塞，向源主机发出,ICMP,源抑制报文。,源主机在收到源抑制报文后，按照一定的速率降低发往某目的主机的数据报速率。源主机在降低了速率后，一定的时间间隔内不会理会关于同一目的主机的源抑制报文，只有在下一个时间间隔开始的时候，关于同一目的主机的源抑制报文采会再次生效。,拥塞的解除由源主机自行完成。在下一个时间间隔到达时，没有收到关于同一目的主机的源抑制报文，源主机就结束对该目的主机的拥塞控制，逐渐恢复正常流量。,24,ICMP,控制报文,重定向,在,Internet,中，主机在启动时只知道最少的寻径信息，保证主机将数据报发送出去，但未必是最优路由。启动后，通过,ICMP,重定向报文，在数据传输过程中，主机可以不断从同一个网络的网络结点中得到新的路由信息。,25,ICMP,控制报文,重定向,ICMP,的重定向功能保证主机拥有一个动态的，即小且优的路由表。,如果网络,X,的主机,A,发送一个数据报到另外一个网络,Y,的主机,B,，主机,A,的路由表中指示通过路由器,G1,可以到达网络,Y,。,该数据报被发送到路由器,G1,，,G1,通过查阅自己的路由表发现，从网络,X,到网络,Y,经过路由器,G2,是一条最佳路由。,路由器,G1,在将该数据报转发到网络,Y,后，发送一个,ICMP,重定向报文给主机,A,，告知到达网络,Y,的最佳路由为路由器,G2,。,经过不断积累，主机的路由表就越来越充实、优化了。,缺点：只能用于同一网络内的网关与主机之间的路径信息交换，不能用于网关之间的路径信息交换。,26,ICMP,控制报文,重定向,ICMP,重定向报文,type,（,8bits,）,5,code,（,8bits,）,0=Redirect datagrams for the Network.,1=Redirect datagrams for the Host.,2=Redirect datagrams for the Type of Service and Network.,3=Redirect datagrams for the Type of Service and Host.,Checksum,（,16bits,）,Gateway Internet Address(32 bits),：网关地址,Internet header+64 bits of original data dategram,27,3,、请求应答报文,ICMP,故障诊断与网络控制报文,用于故障诊断与网络控制的,ICMP,报文是以,请求,/,应答对,形式双向传输的报文；,用于故障诊断与网络控制的,ICMP,报文有：,*回应请求,/,回应应答,*时戳请求,/,时戳应答,*地址模请求,/,地址模应答,29,ECHO,请求和应答,用于测试目的地址的可达性，,ping,命令实现了,ECHO,请求,/,应答的功能。,ECHO,请求,/,应答报文,type,（,8bits,）,8,echo message,0,echo reply message,code,（,8bits,）,=0,Checksum,（,16bits,）,Identifier,（,16bits,）,Sequence Number,（,16bits,）,其中标识和序号用于帮助区分不同的,ECHO,请求,/,应答对。,Data,30,主机,A,ICMP Echo,ICMP Re-Echo,主机,B,可,以连通吗？,主机,B,是的，我已经开机，,并与你连接畅通。,Ping,程序,Ping,程序由,Mike Muuss,编写，目的是为了测试另一台主机是否可达。该程序发送一份,ICMP,回显,请求,报文给主机，并等待返回,ICMP,回显,应答,。,Ping,程序能测出到这台主机的往返时间，以表明该主机离我们有“多远”。,问题：如果不能,Ping,到某台主机，是否能认为该主机不可达？,31,Ping,命令举例,C,ping 172.16.1.20,Pinging 172.16.1.20 with 32 bytes of data:,（正常）,Reply from 172.16.1.20:bytes=32 time10ms TTL=127,Reply from 172.16.1.20:bytes=32 time10ms TTL=127,Reply from 172.16.1.20:bytes=32 time10ms TTL=127,Reply from 172.16.1.20:bytes=32 time10ms TTL=127,Ping statistics for 172.16.1.20:,Packets:Sent=4,Received=4,Lost=0(0%loss),Approximate round trip times in milli-seconds:,Minimum=0ms,Maximum=0ms,Average=0ms,32,Ping,命令举例,Pinging 172.16.1.21 with 32 bytes of data:,（有问题）,Request timed out.,Request timed out.,Request timed out.,Request timed out.,Ping statistics for 172.16.1.21:,Packets:Sent=4,Received=0,Lost=4(100%loss),Approximate round trip times in milli-seconds:,Minimum=0ms,Maximum=0ms,Average=0ms,33,时间戳请求和应答报文,用于时钟同步一个最简单的方法就是,ICMP,协议中的时间戳请求,/,应答报文。,ICMP,先利用时间戳请求和应答报文从其他机器处得到其当前时间，经过计算后再同步时钟。,时间戳请求,/,应答报文,type,（,8bits,）,13,timestamp message,14,timestamp reply message,code,（,8bits,）,=0,Checksum,（,16bits,）,Identifier,（,16bits,）,+Sequence Number,（,16bits,）,其中标识和序号用于帮助区分不同的,ECHO,请求,/,应答对。,Originate Timestamp,（,32 bits,）,Receive Timestamp,（,32 bits,）,Transmit Timestamp,（,32 bits,）,计算同步时钟，需要知道发送方和接收方之间的时间差。时间差,(,当前时间初始时间戳,),（发送时间戳接收时间戳）,/2,34,Information,请求和应答报文,由于在,A,、,B,、,C,类型的网络下有划分的子网，导致一些,IP,地址被作为子网的网络地址。为了得到正确的子网网络地址，自己发出,Information,请求，网络结点将发回,Information,应答，告知其子网网络地址。,Information,请求,/,应答报文,type,（,8bits,）,15,information request message,16,information reply message,code,（,8bits,）,=0,Checksum,（,16bits,）,Identifier,（,16bits,）,+Sequence Number,（,16bits,）,其中标识和序号用于帮助区分不同的,ECHO,请求,/,应答对。,IP module,（,32bits,）,35,