深入浅出网工第二个协议---Internet控制报文协议ICMP

2021-05-13 19:29

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标签:丢包   原因   received   收集   默认   sage   com   receive   报文   

ICMP简介

ICMP(Internet Control Message Protocol)是网络层的一个重要协议
ICMP的作用:用来在网络设备间传递各种差错和控制信息,它对于收集各种网络信息、诊断和排除各种网络故障具有至关重要的作用
ICMP协议中用到的报文类型:Echo-Request和Echo-Reply 两种报文 使用的都是单播报文
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ICMP错误报告

ICMP定义了各种错误消息,用于诊断网络连接性问题;根据这些错误消息,源设备可以判断出数据传输失败的原因。比如,如果网络中发生了环路,导致报文在网络中循环,最终TTL超时,这种情况下网络设备会发送TTL超时消息给发送端设备。又比如如果目的不可达,则中间的网络设备会发送目的不可达消息给发送端设备。
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小结:

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注意:ICMP定义了多种消息类型,用于不同的场景
有些消息不需要Code字段来描述具体类型参数,仅用Type字段表示消息类型。
有些ICMP消息使用Type字段定义消息大类,用Code字段表示消息的具体类型。

ICMP重定向

主机A希望发送报文到服务器A,于是根据配置的默认网关地址向网关RTB发送报文。网关RTB收到报文后,检查报文信息,发现报文应该转发到与源主机在同一网段的另一个网关设备RTA,因为此转发路径是更优的路径。所以RTB会向主机发送一个Redirect消息,通知主机直接向另一个网关RTA发送该报文。主机收到Redirect消息后,向RTA发送报文,RTA会将报文转发给服务器A
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发生重定向的条件:
第一:同接口进出
第二:满足第二条源和下一跳同网段
第三:路由器RTB发出的重定向报文
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典型应用

PING应用

Ping是检测网络连通性的常用工具,同时也能够收集其他相关信息
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PING常用的配置参数说明如下

-a(source-ip-address)参数

指定发送ICMP ECHO-REQUEST报文的源IP地址。如果不指定源IP地址,将采用出接口的IP地址作为ICMP ECHO-REQUEST报文发送的源地址。
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现在全网已经互通了,我们在R1上面验证一下ping命令的参数

ping 3.3.3.3
  PING 3.3.3.3: 56  data bytes, press CTRL_C to break
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=1 ttl=254 time=40 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=2 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=3 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=4 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=5 ttl=254 time=20 ms

  --- 3.3.3.3 ping statistics ---
    5 packet(s) transmitted
    5 packet(s) received
    0.00% packet loss
round-trip min/avg/max = 20/30/40 ms

在R1上查看到达3.3.3.3路由的出接口为R1的G0/0/0接口

display ip routing-table 3.3.3.3
Route Flags: R - relay, D - download to fib
------------------------------------------------------------------------------
Routing Table : Public
Summary Count : 1
Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface

        3.3.3.3/32  Static  60   0          RD   12.1.1.2        GigabitEthernet
0/0/0

所以:默认情况下,R1访问目标地址的时候,所携带的源IP地址是12.1.1.1即自己的接口IP地址作为源IP地址访问目标IP地址
验证-a参数的用法:

ping -a 1.1.1.1 3.3.3.3
  PING 3.3.3.3: 56  data bytes, press CTRL_C to break
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=1 ttl=254 time=20 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=2 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=3 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=4 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=5 ttl=254 time=30 ms

  --- 3.3.3.3 ping statistics ---
    5 packet(s) transmitted
    5 packet(s) received
    0.00% packet loss
    round-trip min/avg/max = 20/28/30 ms

R1访问目标地址的时候,所携带的源IP地址是1.1.1.1即自己的loopback 0地址

-c(count)参数

指定发送ICMP ECHO-REQUEST报文次数。缺省情况下发送5个ICMP ECHO-REQUEST报文。

ping -c 1000 3.3.3.3
  PING 3.3.3.3: 56  data bytes, press CTRL_C to break
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=1 ttl=254 time=40 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=2 ttl=254 time=20 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=3 ttl=254 time=20 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=4 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=5 ttl=254 time=40 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=6 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=7 ttl=254 time=20 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=8 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=9 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=10 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=11 ttl=254 time=20 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=12 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=13 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=14 ttl=254 time=30 ms

  --- 3.3.3.3 ping statistics ---
    14 packet(s) transmitted
    14 packet(s) received
    0.00% packet loss
    round-trip min/avg/max = 20/28/40 ms

-h(ttl-value)参数

指定TTL的值。缺省值是255。

ping -h 1 3.3.3.3
  PING 3.3.3.3: 56  data bytes, press CTRL_C to break
    Request time out
    Request time out
    Request time out
    Request time out
    Request time out

  --- 3.3.3.3 ping statistics ---
    5 packet(s) transmitted
    0 packet(s) received
    100.00% packet loss

ping -h 2 3.3.3.3
  PING 3.3.3.3: 56  data bytes, press CTRL_C to break
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=1 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=2 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=3 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=4 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=5 ttl=254 time=40 ms

  --- 3.3.3.3 ping statistics ---
    5 packet(s) transmitted
    5 packet(s) received
    0.00% packet loss
    round-trip min/avg/max = 30/32/40 ms

-t(timeout)参数

指定发送完ICMP ECHO-REQUEST后,等待ICMP ECHO-REPLY的超时时间。

ping -t 31 3.3.3.3
  PING 3.3.3.3: 56  data bytes, press CTRL_C to break
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=1 ttl=254 time=30 ms
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=2 ttl=254 time=30 ms
    Request time out
    Request time out
    Reply from 3.3.3.3: bytes=56 Sequence=5 ttl=254 time=20 ms

  --- 3.3.3.3 ping statistics ---
    5 packet(s) transmitted
    3 packet(s) received
    40.00% packet loss
    round-trip min/avg/max = 20/26/30 ms

注意:ping命令的输出信息中包括目的地址、ICMP报文长度、序号、TTL值、以及往返时间。序号是包含在Echo回复消息(Type=0)中的可变参数字段,TTL和往返时间包含在消息的IP头中。

TRACERT应用

Tracert是检测网络丢包及时延的有效手段,同时可以帮助管理员发现网络中的路由环路
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tracert 30.0.0.2
Tracert to 30.0.0.2(30.0.0.2), max hops:30, packet length:40, press CTRL_C to break 
 1 10.0.0.2 130 ms  50 ms  40 ms 
 2 20.0.0.2 80 ms  60 ms  80 ms
 3 30.0.0.2 80 ms  60 ms  70 ms 

TRACERT常用的配置参数如下:

-a (source-ip-address)参数

指定tracert报文的源地址。

-f (first-ttl)参数

指定初始TTL。缺省值是1。

-m (max-ttl)参数

指定最大TTL。缺省值是30。

-name参数

使能显示每一跳的主机名。

-p (port)参数

指定目的主机的UDP端口号。

TRACERT原理

第一步:发送一个UDP报文,TTL值为1

RTA向目的端主机B发送一个UDP报文,TTL值为1,目的UDP端口号是大于30000的一个数,因为在大多数情况下,大于30000的UDP端口号是任何一个应用程序都不可能使用的端口号。
第一跳(RTB)收到源端发出的UDP报文后,判断出报文的目的IP地址不是本机IP地址,将TTL值减1后,判断出TTL值等于0,则丢弃报文并向源端发送一个ICMP超时(Time Exceeded)报文(该报文中含有第一跳的IP地址10.0.0.2),这样源端就得到了RTB的地址。

第二步:发送一个UDP报文,TTL值为2

源端收到RTB的ICMP超时报文后,再次向目的端发送一个UDP报文,TTL值为2。第二跳(RTC)收到源端发出的UDP报文后,回应一个ICMP超时报文,这样源端就得到了RTC的地址(20.0.0.2)。

第N步:发送一个UDP报文,TTL值为N

以上过程不断进行,直到目的端收到源端发送的UDP报文后,判断出目的IP地址是本机IP地址,则处理此报文。根据报文中的目的UDP端口号寻找占用此端口号的上层协议,因目的端没有应用程序使用该UDP端口号,则向源端返回一个ICMP端口不可达(Destination Unreachable)报文。
源端收到ICMP端口不可达报文后,判断出UDP报文已经到达目的端,则停止Tracert程序,从而得到数据报文从源端到目的端所经历的路径(10.0.0.2;20.0.0.2;30.0.0.2)

深入浅出网工第二个协议---Internet控制报文协议ICMP

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原文地址:https://blog.51cto.com/13817711/2456633


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