ICMPv4

尽管 IPv4 并非可靠的协议,但它确实会在发生某些错误时发送消息。这些消息使用 Internet 控制消息协议 (ICMPv4) 来发送,其用途是就特定情况下处理 IP 数据包的相关问题提供反馈,而并非是使 IP 可靠。ICMP 消息并非必需的,而且通常出于安全原因而被禁止。

ICMP 是 TCP/IP 协议簇的消息协议。ICMP 提供控制和错误消息,由 ping 和 traceroute 实用程序使用。虽然 ICMP 使用 IP 的基本支持,看起来好象是上层协议 ICMP,但它实际上是 TCP/IP 协议簇中独立的第 3 层协议。
ICMP 消息的类型及其发送原因非常多。我们将介绍其中比较常见的一些消息。
可能发送的 ICMP 消息包括:
  • 主机确认
  • 无法到达目的或服务器
  • 超时
  • 路由重定向
  • 源抑制
主机确认
ICMP 回应消息可用于确定主机是否运行正常。本地主机向一台主机发送 ICMP 回应请求。接收回应消息的主机用 ICMP 应答做出回复,具体过程如图所示。如此使用 ICMP 回应消息是 ping 实用程序的基础。
无法到达目的或服务器
ICMP 目的无法到达消息可用于通知主机无法到达目的或服务。当主机或网关收到无法传送的数据包时,会向发送该数据包的主机发送 ICMP“目的无法到达”数据包,其中包含的代码会说明无法传送该数据包的原因。
“目的无法到达”代码包括:
0 = 网络无法到达
1 = 主机无法到达
2 = 协议无法到达
3 = 端口无法到达
代码网络无法到达 和主机无法到达 是路由器在无法转发数据包时做出的响应。如果路由器没有路由可供接收的数据包使用,则会用代码 = 0 的 ICMP 目的无法到达消息做出响应,表示网络无法到达。如果路由器有连接的路由适用于接收的数据包但却无法将该数据包传送到连接的网络中的主机,该路由器会用代码 = 1 的 ICMP 目的无法到达消息做出响应,表示知道网络但主机无法到达。
终端主机使用代码 2 和 3(协议无法到达 和端口无法到达)来表示无法将包含于数据包中的 TCP 数据段或 UDP 数据报传送到上层服务。
当终端主机接收的数据包中包含要传送到不可用服务的第 4 层 PDU,该主机会用代码 = 2 或代码 = 3 的 ICMP 目的无法到达消息对源主机做出响应,表示服务不可用。服务不可用的原因可能是未运行提供该服务的守护程序或者主机上的安全限制不允许访问该服务。
超时
路由器使用 ICMP 超时消息来表示因数据包的 TTL 字段截止而无法转发该数据包。如果路由器接收数据包并且将该数据包中 TTL 字段的值减为零,则会丢弃该数据包。该路由器可能也会向源主机发送 ICMP 超时消息,通知该主机丢弃数据包的原因。
路由重定向
路由器可使用 ICMP 重定向消息来通知网络中的主机有更佳路由可用于特定目的地址。只有当源主机与两个网关都位于同一个物理网络中时才会使用此消息。路由器收到一个数据包时,如果该数据包有条路由的下一条连接到数据包到达的那个接口,那么该路由器会向源主机发送 ICMP 重定向消息。此消息会将路由表中某个路由所包含的下一跳通知给源主机。
源抑制
ICMP 源抑制消息可用于通知源主机暂时停止发送数据包。如果路由器没有足够的缓冲区空间来接收传入数据包,路由器将丢弃数据包。如果路由器必须这样做,也会向其丢弃的每个报文的源主机发送 ICMP 源抑制消息。
如果数据报抵达速度太快,致使无法处理,目的主机也会发送源抑制消息。
当主机接收 ICMP 源抑制消息时,会向传输层报告此消息。然后,源主机可使用 TCP 流量控制机制来调整传输。

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