icmp是什么協(xié)議？ICMP(Internet Control Message Protocol)是互聯(lián)網(wǎng)控制信息協(xié)議的英文縮寫，其作用是用于發(fā)送差錯和控制信息。

我們知道，互聯(lián)網(wǎng)絡由于其自身的復雜性，很容易出現(xiàn)傳輸錯誤。但不管是線路或設備問題，還是系統(tǒng)擁塞而造成的TTL值超時、目的主機不可達，ICMP都可以在第一時間內(nèi)向數(shù)據(jù)包的發(fā)送方通告差錯報告。ICMP協(xié)議在誕生初期只是為了向IP層提供數(shù)據(jù)包在傳輸過程中所出現(xiàn)錯誤的及時報告。

隨著互聯(lián)網(wǎng)絡的發(fā)展，它已不僅僅局限于錯誤通告，在錯誤控制方面，也有了相應的功能。ICMP協(xié)議的錯誤控制功能雖然不如TCP強大，但其也具有一定的實用性。ICMP協(xié)議的主要功能如下。

● 向發(fā)送方通告目的主機不可達。

● 數(shù)據(jù)包的流量控制。

● 確保路徑的最短性。

● 檢測環(huán)路。

● 通告錯誤的IP包頭。

ICMP提供不可靠傳輸。ICMP雖然不是高層協(xié)議，但是它產(chǎn)生的數(shù)據(jù)卻以IP包為載體進行封裝，并在網(wǎng)絡中傳輸。

ICMP協(xié)議的基本功能是網(wǎng)絡錯誤通告，但是卻不提供解決差錯的處理方法。IP包的發(fā)送方收到一個ICMP網(wǎng)絡錯誤通告后，必須與應用程序結(jié)合起來對通告的錯誤進行解決和處理。

ICMP網(wǎng)絡錯誤通告的數(shù)據(jù)包包括目的端不可達通告、超時通告、參數(shù)錯誤通告等。

● 目的端不可達通告

路由器的主要功能是對IP數(shù)據(jù)包進行路由和轉(zhuǎn)發(fā)，在操作過程中存在著失敗的可能。失敗的原因是多種多樣的，如目的端硬件故障、路由器沒有達到目的端的路徑、目的端不存在等。

如果發(fā)生這些情況，路由器會向IP數(shù)據(jù)包的源端發(fā)送目的端不可達通告消息數(shù)據(jù)包，并丟棄出錯的IP數(shù)據(jù)包。實際引起目的不可達錯誤的原因會以代碼的形式通知發(fā)送數(shù)據(jù)的源端，如表1所示。

表1 目的端不可達通告代碼字段對應表

網(wǎng)絡不可達說明路由器選路出現(xiàn)了錯誤或數(shù)據(jù)包受到限制。主機不可達說明是目的主機的硬件錯誤或主機受到限制等，也有可能是目的主機的默認網(wǎng)關(guān)出現(xiàn)問題。協(xié)議、端口不可達說明協(xié)議錯誤和端口訪問受到限制。

● 超時通告

路由器選路如果出現(xiàn)錯誤，會導致路由環(huán)路的產(chǎn)生，從而引起TTL值遞減為0和定時器超時。若定時器到時，路由器或目的主機會將IP數(shù)據(jù)包丟棄，并向源端發(fā)送超時通告。

● 參數(shù)錯誤通告

如果IP數(shù)據(jù)包中某些字段出現(xiàn)錯誤，且錯誤非常嚴重，路由器會將其拋棄，并向源端發(fā)送參數(shù)錯誤通告。

ICMP控制信息包括擁塞控制和路徑控制，通過它們可以實現(xiàn)IP層的控制功能。

● 擁塞控制

實際環(huán)境中，造成擁塞的原因一般是路由器的處理速度太慢，或者數(shù)據(jù)包的輸入速度大于輸出速度。擁塞不僅會使部分數(shù)據(jù)被路由器丟棄掉，還可能造成路由器系統(tǒng)的崩潰。

擁塞現(xiàn)象可能出現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)絡中的一臺路由器上，也可能出現(xiàn)在幾臺路由器上，甚至可能影響全網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸。TCP/IP協(xié)議通過發(fā)送ICMP源抑制信息包抑制源端主機的數(shù)據(jù)包的發(fā)送速率，從而使擁塞得到比較有效的控制。

擁塞控制是一項互聯(lián)網(wǎng)絡中的設備共同合作并完成的工作。擁塞控制功能對于無連接協(xié)議本身來說是一種強化和完善，而對于數(shù)據(jù)來說則是在不可靠傳輸?shù)沫h(huán)境下提供了一種相對可靠的保障。

● 主機路徑控制

互聯(lián)網(wǎng)絡中的一臺主機是通過默認網(wǎng)關(guān)與其他IP網(wǎng)段上的主機或網(wǎng)絡進行通信的。當源端主機以非最佳路徑向初始網(wǎng)關(guān)發(fā)送數(shù)據(jù)包時，收到數(shù)據(jù)包的路由器會將其進行路由轉(zhuǎn)發(fā)，同時會向源端主機發(fā)送ICMP重定向信息包，用來將最佳路徑通告給源端主機。源端主機下一次發(fā)送數(shù)據(jù)時會以最佳路徑進行數(shù)據(jù)傳輸。

以上講述的幾種類型的ICMP信息都是用于錯誤通告和擁塞控制的單向報文，ICMP還可以發(fā)送響應請求與應答消息、時鐘請求與應答消息、子網(wǎng)掩碼請求與應答消息等雙向信息包實現(xiàn)一些基本的功能。響應請求與應答消息用于測試目的端是否可達;時鐘請求與應答消息用于通信雙方進行同步;子網(wǎng)掩碼請求與應答消息用于相應的子網(wǎng)掩碼確定不同子網(wǎng)。

ICMP在實際應用中主要完成以下幾個任務。

● 通告目的端可達性

如果一臺路由器不能轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，它就會發(fā)送目的端不可達消息通告給發(fā)送數(shù)據(jù)包的一方。

● 通告緩沖區(qū)已滿

如果路由器內(nèi)存中的緩沖區(qū)已滿，它就會發(fā)送源抑制消息控制擁塞的加劇。

● 通告跳數(shù)

一個數(shù)據(jù)包在發(fā)送出去時，會被分配一個跳數(shù)，來限制數(shù)據(jù)包經(jīng)過的路由器數(shù)。如果在到達目的端之前跳數(shù)就超過了限制數(shù)，那么路由器會將其丟棄，同時會發(fā)送參數(shù)錯誤消息通告發(fā)送方數(shù)據(jù)包已被丟棄。

● ping命令的使用

當我們使用ping命令測試與目的主機的連通性時，路由器可以發(fā)送ICMP請求與應答消息檢測互聯(lián)網(wǎng)絡上通信雙方的連接性。

● traceroute命令的使用

使用traceroute可以尋找一個數(shù)據(jù)包經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)絡時的路徑，它同樣是使用目的不可達消息。