第三章网络层协议分析实验五ICMP互连控制报文协议分析【实验目的】1、了解ICMP协议的功能与应用。2、掌握常用ICMP报文格式和响应方式及作用。3、熟悉常见的网络故障。【实验学时】4学时【实验环境】图3-23实验拓扑图【实验内容】1、学习和掌握ICMP协议的基本作用。2、掌握ICMP报文的格式。3、理解ICMP协议与IP协议的封装关系。4、学会根据各种响应信息进行出错分析的方法。59计算机网络协议原理实验教程【实验流程】图3-24实验流程图【实验原理】IP协议是一种不可靠无连接的包传输，当数据包经过多个网络传输后，可能出现错误、目的主机不响应、包拥塞和包丢失等。为了处理这些问题，在IP层引入了一个子协议ICMP(InternetControlMessageProtocol)。该协议是TCP/IP协议集中的一个子协议，属于网络层协议，主要用于在网络设备与网络设备之间传递控制信息，包括报告错误、交换受限控制和状态信息等。当遇到IP数据无法访问目标、IP路由器无法按当前的传输速率转发数据包等情况时，会自动发送ICMP消息。ICMP数据报文有两种形式：差错数据报文和查询数据报文。ICMP数据报文封装在IP数据报文里传输。ICMP报文可以被IP协议层、传输层协议(TCP或UDP)和用户进程使用。ICMP与IP一样，都是不可靠传输，ICMP的信息也可能会丢失。为了防止ICMP信息无限制的连续发送，对ICMP数据报文传输中问题不能再使用ICMP传输。1、ICMP报文的封装ICMP有两种报文：差错报文和查询报文。两种报文都是封装在IP报文中进行传输的，具体的封装格式见下图：60第三章网络层协议分析图3-25ICMP报文封装2、ICMP报文格式图3-26ICMP报文格式字段说明：ICMP类型和代码字段：8位的类型字段有15个不同值，它与8位代码字段共同决定各种类型的ICMP报文。校验和字段：对ICMP整个报文中每个16bit进行二进制反码求和。3、ICMP报文的主要类型ICMP报文可以分为两大类：差错报告和查询报文。差错报告报文是用于当路由器或主机在处理数据过程出现问题的时候进行报告。查询报文用于帮助网络管理员从一个网络设备上得到特定的信息，例如到达某个主机是否可达，中间经过那些路由等等。基于功能的不同，ICMP报文分成很多类型，各类ICMP报文如下表所示。表3-1ICMP报文类型类型报文3目的端不可达4源端抑制11超时12参数问题5改变路由8或0回送请求或回答13或14时间戳请求或回答17或18地址掩码请求或回答10或19路由器查询和通告种类差错报告报文查询报文由于ICMP报文类型过多并且很多报文极少使用，因此本书只介绍常用的ICMP报文类型及其作用。4、目的端不可达当路由器在发送数据的时候无法送达目的地，或者目的主机无法将数据交付相应程序时就丢弃这个数据包，并想源主机发送一个目的端不可达报文。目的端不可达报文格式如下所示。61计算机网络协议原理实验教程图3-27ICMP目的端不可达报文在目的端不可达ICMP报文中，不同的代码值表示了不同的目的端不可达的原因。代码0：网络不可达，这类报文只能有路由器产生。代码1：主机不可达，只能由路由器产生。代码2：协议不可达，原因可能为目标主机牡南喙?aid="sogousnap0_26">协议未开启，此类报文只能由主机产生。代码3：端口不可达，数据报要交付的应用程序未运行。代码4：需要进行分段，但此数据的不分段字段被置位，导致数据无法送至目的端。代码5：源路由选择不能完成，数据中源路由选项定义的一个或多个路由器无法通过。代码6：目的网络未知，路由器不知道目的网络的存在。代码7：目的主机未知，路由器不知道目的主机的存在。代码8：源主机是孤立的。代码9：从管理上进制与目的网络通信。代码10：从管理上禁止与目的主机通信。代码11：对指明的服务类型，网络不可达。代码12：对指明的服务类型，主机不可达。代码13：主机不可达，由于管理机构在主机处配置了过滤器。代码14：主机不可达，由于主机的优先级被破坏。代码15：主机不可达，由于其优先级被删除。5、超时ICMP报文两种情况下会产生超时ICMP报文：1、当路由器收到一个生存时间字段值为0的数据报时，就丢弃这个数据报，并向源端发送超时报文。2、一个IP报文被分片后，所有的分片没有能够在一定时间内到达目的主机时，目的主机就将所有分片都丢弃掉，并向源端发送超时报文。超时ICMP报文格式如下图所示：62第三章网络层协议分析图3-28超时ICMP报文格式代码为0时，此报文只由路由器产生，表示生存时间字段值为0，代码为1时，此报文只有主机产生，表示在规定时间