报道：ICMP是什么意思？ICMP的详解

ICMP（Internet Control Message Protocol）网际控制报文协议。它是TCP/IP协议簇的一个子协议，用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息。这些控制消息虽然并不传输用户数据，但是对于用户数据的传递起着重要的作用。

ICMP使用IP的基本支持，就像它是一个更高级别的协议，但是，ICMP实际上是IP的一个组成部分，必须由每个IP模块实现。

(资料图)

简介

ICMP协议是一种面向无连接的协议，用于传输出错报告控制信息。它是一个非常重要的协议，它对于网络安全具有极其重要的意义。它属于网络层协议，主要用于在主机与路由器之间传递控制信息，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 是 TCP/IP 模型中网络层的重要成员，与 IP 协议、ARP 协议、RARP 协议及 IGMP 协议共同构成 TCP/IP 模型中的网络层。ping 和 tracert是两个常用网络管理命令，ping 用来测试网络可达性，tracert 用来显示到达目的主机的路径。ping和 tracert 都利用 ICMP 协议来实现网络功能，它们是把网络协议应用到日常网络管理的典型实例。

从技术角度来说，ICMP就是一个“错误侦测与回报机制”，其目的就是让我们能够检测网路的连线状况﹐也能确保连线的准确性。当路由器在处理一个数据包的过程中发生了意外，可以通过ICMP向数据包的源端报告有关事件。

其功能主要有：侦测远端主机是否存在，建立及维护路由资料，重导资料传送路径（ICMP重定向），资料流量控制。ICMP在沟通之中，主要是透过不同的类别(Type)与代码(Code) 让机器来识别不同的连线状况。

ICMP 是个非常有用的协议﹐尤其是当我们要对网路连接状况进行判断的时候。

工作原理

图1 ICMP原理

ICMP提供一致易懂的出错报告信息。发送的出错报文返回到发送原数据的设备，因为只有发送设备才是出错报文的逻辑接受者。发送设备随后可根据ICMP报文确定发生错误的类型，并确定如何才能更好地重发失败的数据包。但是ICMP唯一的功能是报告问题而不是纠正错误，纠正错误的任务由发送方完成。

我们在网络中经常会使用到ICMP协议，比如我们经常使用的用于检查网络通不通的Ping命令（Linux和Windows中均有），这个“Ping”的过程实际上就是ICMP协议工作的过程。还有其他的网络命令如跟踪路由的Tracert命令也是基于ICMP协议的。

报文格式

图2ICMP报文格式

ICMP报文包含在IP数据报中，属于IP的一个用户，IP头部就在ICMP报文的前面，所以一个ICMP报文包括IP头部、ICMP头部和ICMP报文，IP头部的Protocol值为1就说明这是一个ICMP报文，ICMP头部中的类型（Type）域用于说明ICMP报文的作用及格式，此外还有一个代码（Code）域用于详细说明某种ICMP报文的类型，所有数据都在ICMP头部后面。

ICMP报文格式具体由RFC 777 ，RFC 792 规范。

ICMP类型

已经定义的ICMP消息类型大约有10多种，每种ICMP数据类型都被封装在一个IP数据包中。主要的ICMP消息类型包括以下几种。

响应请求

我们日常使用最多的ping，就是响应请求（Type=8）和应答（Type=0），一台主机向一个节点发送一个Type=8的ICMP报文，如果途中没有异常（例如被路由器丢弃、目标不回应ICMP或传输失败），则目标返回Type=0的ICMP报文，说明这台主机存在，更详细的tracert通过计算ICMP报文通过的节点来确定主机与目标之间的网络距离。

目标不可到达、源抑制和超时报文

这三种报文的格式是一样的，目标不可到达报文（Type=3）在路由器或主机不能传递数据报时使用，例如我们要连接对方一个不存在的系统端口（端口号小于1024）时，将返回Type=3、Code=3的ICMP报文，它要告诉我们：“嘿，别连接了，我不在家的！”，常见的不可到达类型还有网络不可到达（Code=0）、主机不可到达（Code=1）、协议不可到达（Code=2）等。源抑制则充当一个控制流量的角色，它通知主机减少数据报流量，由于ICMP没有恢复传输的报文，所以只要停止该报文，主机就会逐渐恢复传输速率。最后，无连接方式网络的问题就是数据报会丢失，或者长时间在网络游荡而找不到目标，或者拥塞导致主机在规定时间内无法重组数据报分段，这时就要触发ICMP超时报文的产生。超时报文的代码域有两种取值：Code=0表示传输超时，Code=1表示重组分段超时。

时间戳

时间戳请求报文（Type=13）和时间戳应答报文（Type=14）用于测试两台主机之间数据报来回一次的传输时间。传输时，主机填充原始时间戳，接收方收到请求后填充接收时间戳后以Type=14的报文格式返回，发送方计算这个时间差。一些系统不响应这种报文。

全部消息类型

下表显示了完整的ICMP类型：

表1 ICMP类型TYPECODEDescriptionQueryError

00Echo Reply——回显应答（Ping应答）x

30Network Unreachable——网络不可达x

31Host Unreachable——主机不可达x

32Protocol Unreachable——协议不可达x

33Port Unreachable——端口不可达x

34Fragmentation needed but no frag. bit set——需要进行分片但设置不分片比特x

35Source routing failed——源站选路失败x

36Destination network unknown——目的网络未知x

37Destination host unknown——目的主机未知x

38Source host isolated (obsolete)——源主机被隔离（作废不用）x

39Destination network administratively prohibited——目的网络被强制禁止x

310Destination host administratively prohibited——目的主机被强制禁止x

311Network unreachable for TOS——由于服务类型TOS，网络不可达x

312Host unreachable for TOS——由于服务类型TOS，主机不可达x

313Communication administratively prohibited by filtering——由于过滤，通信被强制禁止x

314Host precedence violation——主机越权x

315Precedence cutoff in effect——优先中止生效x

40Source quench——源端被关闭（基本流控制）

50Redirect for network——对网络重定向

51Redirect for host——对主机重定向

52Redirect for TOS and network——对服务类型和网络重定向

53Redirect for TOS and host——对服务类型和主机重定向

80Echo request——回显请求（Ping请求）x

90Router advertisement——路由器通告

100Route solicitation——路由器请求

110TTL equals 0 during transit——传输期间生存时间为0x

111TTL equals 0 during reassembly——在数据报组装期间生存时间为0x

120IP header bad (catchall error)——坏的IP首部（包括各种差错）x

121Required options missing——缺少必需的选项x

130Timestamp request (obsolete)——时间戳请求（作废不用）x

14Timestamp reply (obsolete)——时间戳应答（作废不用）x

150Information request (obsolete)——信息请求（作废不用）x

160Information reply (obsolete)——信息应答（作废不用）x

170Address mask request——地址掩码请求x

180Address mask reply——地址掩码应答

应用

ICMP 协议应用在许多网络管理命令中，下面以 ping 和 tracert 命令为例详细介绍 ICMP 协议的应用。

（1） ping 命令使用 ICMP 回送请求和应答报文

在网络可达性测试中使用的分组网间探测命令 ping 能产生 ICMP 回送请求和应答报文。目的主机收到 ICMP 回送请求报文后立刻回送应答报文，若源主机能收到 ICMP 回送应答报文，则说明到达该主机的网络正常。

（2）路由分析诊断程序 tracert 使用了 ICMP时间超过报文

tracert 命令主要用来显示数据包到达目的主机所经过的路径。通过执行一个 tracert 到对方主机的命令，返回数据包到达目的主机所经历的路径详细信息，并显示每个路径所消耗的时间。

从左到右的5条信息分别代表了“生存时间”（每途经一个路由器结点自增1）、“三次发送的ICMP包返回时间”（共计3个，单位为毫秒ms，其中带有星号（*）的信息表示该次ICMP包返回时间超时）和“途经路由器的IP地址”（如果有主机名，还会包含主机名）。