ICMP協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中重要的協(xié)議之一，它進(jìn)行了一些有效的消息控制，來完成一些傳輸當(dāng)中錯誤的一些修改。那么我們應(yīng)該如何理解這個協(xié)議呢？它的工作流程又是如何呢？

既然IP網(wǎng)絡(luò)不可靠并且不能保證信息傳遞,因此當(dāng)發(fā)生問題時通知發(fā)送人是很重要的.ICMP協(xié)議是一種提供有關(guān)阻止數(shù)據(jù)包傳遞的網(wǎng)絡(luò)故障問題反饋信息的機(jī)制. 它讓TCP等上層協(xié)議能夠意識到數(shù)據(jù)包沒有送達(dá)目的地,ICMP協(xié)議提供一種查出災(zāi)難性問題的方法.這些災(zāi)難性的問題包括"TTL exceeded"(超過生存時間)和"需要分更多的數(shù)據(jù)段"等.ICMP協(xié)議不報告IP校驗(yàn)失敗等常見的問題.這是因?yàn)槲覀兗俣═CP或者其它可靠的協(xié)議能夠處理這類數(shù)據(jù)包損壞的問題.而且,如果我們使用UDP等不可靠的協(xié)議,我們就不應(yīng)理會較小數(shù)量的數(shù)據(jù)損失.

反之,網(wǎng)絡(luò)問題需要立即報告.例如,如果IP TTL值(IP生存時間)將達(dá)到零,這就可能是網(wǎng)絡(luò)的某個部分發(fā)生了路由環(huán)路問題,這樣將沒有任何數(shù)據(jù)包能發(fā)送到目的地.端點(diǎn)系統(tǒng)需要了解這些類型的故障.ICMP是一種發(fā)送各種消息報告網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的協(xié)議,而非僅僅是簡單的ping(聯(lián)通性測試程序).回應(yīng)請求（echo request）僅是ICMP協(xié)議提供的眾多消息之一.Ping信息可以被過濾掉.但是,大多數(shù)ICMP消息類型是IP、TCP和其它協(xié)議正常運(yùn)行所需要的.永遠(yuǎn)不要相信ICMP協(xié)議是邪惡的并且簡單的封鎖這個協(xié)議.

ICMP協(xié)議本身非常復(fù)雜.每一種類型的ICMP消息也稱"主要類型（major type）"擁有自己的"子類型編碼（minor codes）".ICMP協(xié)議工作在第3層,因此,它能夠在互聯(lián)網(wǎng)上路由.一個ICMP數(shù)據(jù)包實(shí)際上就是一個IP數(shù)據(jù)部分包含ICMP協(xié)議數(shù)據(jù)的IP數(shù)據(jù)包.每一個ICMP消息都將包含引發(fā)這條ICMP消息的數(shù)據(jù)包的完全I(xiàn)P包頭,這樣,端點(diǎn)系統(tǒng)就會知道實(shí)際上哪一個數(shù)據(jù)包沒有發(fā)送到目的地.另外引發(fā)此ICMP消息的數(shù)據(jù)包的前8個字節(jié)也將包括在內(nèi),這通常是TCP或者UDP包頭.

簡略的說,ICMP協(xié)議消息包含永遠(yuǎn)不會變化的三個字段,隨后是ICMP數(shù)據(jù),然后是引發(fā)此消息的源IP數(shù)據(jù)包包頭.不會變化的三個字段中,前8個字節(jié)包含ICMP類型(主要類型)、第二個字段包含了類型代碼、第三個字段是ICMP消息校驗(yàn)值.

我們需要認(rèn)識到,ICMP協(xié)議在某些情況下不會發(fā)送錯誤信息.ICMP不會對ICMP信息做出響應(yīng).如果ICMP回應(yīng)其它ICMP消息,這些消息的數(shù)量會爆炸性增長而演變?yōu)橐粓鯥CMP消息風(fēng)暴.為了防止出現(xiàn)廣播風(fēng)暴,ICMP消息也不會回應(yīng)一個廣播或者多播地址.

最有用的ICMP數(shù)據(jù)包類型"目標(biāo)不可達(dá)"（類型三）的消息.錯誤消息一般由路由器生成,并且發(fā)送給數(shù)據(jù)包的來源.大多數(shù)錯誤信息還將發(fā)送給與發(fā)送的數(shù)據(jù)包有關(guān)的應(yīng)用程序.在這種情況下,TCP協(xié)議將廣泛使用ICMP協(xié)議.我們在后面將很快看到這種情況.

在IPv4協(xié)議中最常用的ICMP消息類型有以下幾種:

回顯應(yīng)答(類型0)和回顯請求(類型8):這是Ping程序發(fā)送的信息.

目標(biāo)不可達(dá)(類型3)

源抑制(類型4):這是一種用于通知發(fā)送者路由器或者主機(jī)出現(xiàn)阻塞現(xiàn)象的ICMP消息,發(fā)送者需要降低發(fā)送速度.

重定向(類型5):這個消息用來向可以訪問兩臺路由器的主機(jī)說"請使用另一臺路由器".我們在此系列講座中未來的路由問題中再詳細(xì)討論這個問題.

路由器信息應(yīng)答(類型9)和路由器信息請求(類型10)

超時(類型11):這個消息有兩種用途.***,當(dāng)超過IP生存期時向發(fā)送系統(tǒng)發(fā)出錯誤信息.第二,如果分段的IP數(shù)據(jù)報沒有在某種時限內(nèi)重新組合,這個消息將通知發(fā)送系統(tǒng).

當(dāng)然,上述各種類型的消息中都包含子類型代碼.類型三消息"目標(biāo)不可達(dá)"本身有15個子類型代碼.我們就不提供每一項(xiàng)的細(xì)節(jié)了.但是,ICMP協(xié)議中有一項(xiàng)非常重要的應(yīng)用要依靠類型三的消息.

路徑***傳輸單元(PMTU)是各種協(xié)議用來尋找整條路徑中支持的***的MTU(***傳輸單元)的機(jī)制,小于此限制的數(shù)據(jù)可以不用分段.發(fā)送者在其本地接口設(shè)置***的數(shù)據(jù)包規(guī)格,然后,在IP包頭中使用DF(不要分段)的標(biāo)記發(fā)出數(shù)據(jù)包.如果有問題發(fā)送者就會收到第三種類型的ICMP錯誤信息,其子類型代碼是"要求分段,但是已經(jīng)設(shè)置了DF標(biāo)記".當(dāng)發(fā)生這種情況是,發(fā)送者知道它必須要減小發(fā)送數(shù)據(jù)的規(guī)格.如果沒有返回錯誤信息,這就表明MTU的設(shè)置沒有問題.

在查找PMTU時的主要問題是人們常封鎖ICMP協(xié)議,阻止這個報錯信息傳遞到發(fā)送數(shù)據(jù)的主機(jī).這種情況很多時候發(fā)生在你設(shè)法連接的遠(yuǎn)程站點(diǎn).假如你向一臺Web服務(wù)器發(fā)送一個請求,但是,一個空白頁卻不斷出現(xiàn).在虛擬專用網(wǎng)連接上的人們經(jīng)常會看到這種情況,這是因?yàn)橛捎谟械奶摂M專用網(wǎng)封裝的額外的文件頭,它們的MTU比通常的容量要小一些.當(dāng)遠(yuǎn)程Web服務(wù)器向虛擬專用網(wǎng)用戶發(fā)送其要求的內(nèi)容時,如果數(shù)據(jù)包太大,用戶前面***的路由跳數(shù)需要為這個數(shù)據(jù)分段.如果發(fā)送方設(shè)置DF標(biāo)記之后,它能做的一切就是通知發(fā)送者必須發(fā)送較小的數(shù)據(jù)包.但是,發(fā)送者封鎖了ICMP協(xié)議,因此這個網(wǎng)站將永遠(yuǎn)不會看到這種ICMP信息.不過一個好消息是大多數(shù)TCP協(xié)議的執(zhí)行都是智能化的.如果它們一直得不到發(fā)送數(shù)據(jù)的許可,它們會自己以較小的分段尺寸發(fā)送數(shù)據(jù).但是,如果你使用某些流行的、操作方便的操作系統(tǒng),這種機(jī)制并沒實(shí)現(xiàn).

簡言之,封鎖ICMP協(xié)議對于成功地運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)是有害的.這不僅會破壞ping,事實(shí)上,如果ICMP協(xié)議不工作,許多協(xié)議都將不能完全發(fā)揮作用.

小結(jié)

ICMP包括許多種類型的用于各種用途的數(shù)據(jù)包,每一種類型都有子類型代碼,用于指明這些消息類型的具體內(nèi)容.

查找路徑***傳輸單元能夠讓規(guī)格正確的數(shù)據(jù)包在各種數(shù)據(jù)包容量的鏈路上傳送.

ICMP對于恰當(dāng)?shù)穆酚珊蛿?shù)據(jù)包傳遞是非常重要的,你只能封鎖你不需要的那一些消息.