TCP/IP详解卷1：协议第6章 ICMP：Internet控制报文协议读书笔记

1、引言

ICMP被认为是IP层的一个组成部分，它传递差错报文以及其他需要注意的信息。ICMP报文通常被IP层或更高层协议（TCP或UDP）使用。一些ICMP报文把差错报文返回给用户进程。

ICMP报文是在IP数据报内部被传输的。如图6-1所示：

ICMP报文的格式如图6-2所示：

说明：

（1）所有报文的前4个字节都是一样的，剩下的其他字节则互不相同。

（2）类型字段可以有15个不同的值，以描述特定类型的ICMP报文。某些ICMP报文还使用代码字段的值来进一步描述不同的条件。

（3）检验和字段覆盖整个ICMP报文。使用的算法与IP首部检验和算法相同。ICMP的检验和是必需的。

2、ICMP报文的类型

各种类型的ICMP报文如图6-3所示：

说明：

（1）不同类型由报文中的类型字段和代码字段来共同决定。

（2）ICMP是一份查询报文还是一份差错报文。

（3）因为对ICMP差错报文有时需要作特殊处理，因此需要对它们进行区分。例如，在对ICMP差错报文进行响应时，永远不会生成另一份ICMP差错报文（如果没有这个限制规则，可能会遇到一个差错产生另一个差错的情况，而差错再产生差错，这样会无休止地循环下去）。

（4）当发送一份ICMP差错报文时，报文始终包含IP的首部和产生ICMP差错报文的IP数据报的前8个字节。这样，接收ICMP差错报文的模块就会把它与某个特定的协议（根据IP数据报首部中的协议字段来判断）和用户进程（根据包含在IP数据报前8个字节中的TCP或UDP报文首部中的TCP或UDP端口号来判断）联系起来。

（5）下面各种情况都不会导致产生ICMP差错报文：

1) ICMP差错报文（ICMP查询报文可能会产生ICMP差错报文）。

2) 目的地址是广播地址多播地址的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。

这些规则是为了防止过去允许ICMP差错报文对广播分组响应所带来的广播风暴。

3、ICMP地址掩码请求与应答

ICMP地址掩码请求用于无盘系统在引导过程中获取自己的子网掩码。系统广播它的ICMP请求报文，报文格式如图6-4所示：

说明：

（1）标识符和序列号字段由发送端任意选择设定，这些值在应答中将被返回。这样，发送端就可以把应答与请求进行匹配。

（2）广播的定义是指局域网上的所有主机，因此它必须包括发送主机在内。当以太网驱动程序识别出目的地址是广播地址后，它就把分组送到网络上，同时传一份拷贝到环回接口。

（3）通常，应答地址必须是单播地址，除非请求端的源IP地址是0.0.0.0。

4、ICMP时间戳请求与应答

ICMP时间戳请求允许系统向另一个系统查询当前的时间。返回的建议值是自午夜开始计算的毫秒数，协调的统一时间(Coordinated Universal Time, UTC)。

说明：

（1）这种报文的好处是：提供了毫秒级的分辨率，而利用其他方法从别的主机获取的时间（如某些Unix系统提供的rdate命令）只能提供秒级的分辨率。

（2）缺陷是：返回的时间是从午夜开始计算的，因此调用者必须通过其他方法获知当时的日期。

ICMP时间戳请求和应答报文格式如图6-6所示：

请求端填写发起时间戳，然后发送报文。应答系统收到请求报文时填写接收时间戳，在发送应答时填写发送时间戳。

5、ICMP端口不可达差错

端口不可达报文是一种ICMP差错报文，它是ICMP目的不可到达报文中的一种。ICMP不可达报文的一般格式如图6-10所示。

说明：

（1）ICMP的一个规则是：ICMP差错报文必须包括生成该差错报文的数据报IP首部（包含任何选项），还必须至少包括跟在该IP首部后面的前8个字节。

（2）导致差错的数据报中的IP首部要被送回的原因是因为IP首部中包含了协议字段，使得ICMP可以知道如何解释后面的8个字节。TCP和UDP首部的前8个字节包括源端口和目的端口。

ICMP覆盖的范围很广，从致命差错到信息差错，即使在一个给定的系统实现中，对每个ICMP报文的处理都是不相同的。