《TCP/IP详解 卷1：协议》之第六章：ICMP:Internet控制报文协议
目录
一、ICMP协议
二、ICMP 报文格式
三、ICMP询问报文
四、ICMP 差错报告报文
五、ICMP端口不可达差错
一、ICMP协议
ICMP（Internet Control Message Protocol，互联网控制消息协议）是网络层的一个核心协议，用于在IP主机、路由器之间传递控制消息和错误报告。ICMP消息通常用于诊断网络问题，例如网络不可达、数据包传输超时等。其中：
1、ICMP报文是在IP数据报内部被传输。
2、ICMP 分为两类报文：询问报文 和 差错报告报文。
二、ICMP 报文格式
1、ICMP 报文结构如下：
| 字段 | 长度（字节） | 说明 |
|---|---|---|
| 类型 (Type) | 1 | ICMP 报文类型，标识报文的种类（如回显请求、目的不可达等） |
| 代码 (Code) | 1 | ICMP 报文的子类型，提供关于类型字段的更多详细信息 |
| 校验和 (Checksum) | 2 | 用于检测 ICMP 报文在传输过程中的错误 |
| 数据 (Data) | 可变 | 报文的具体内容，根据类型和代码字段的不同而变化 |
ICMP报文的格式如上表格所示。所有报文的前4个字节都是一样的，但是剩下的其他字节则互不相同。
2、常见 ICMP 类型和代码
| 类型 (Type) | 代码 (Code) | 描述 |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 回显应答 (Echo Reply) |
| 3 | 0 | 目的不可达：网络不可达 (Network Unreachable) |
| 3 | 1 | 目的不可达：主机不可达 (Host Unreachable) |
| 3 | 2 | 目的不可达：协议不可达 (Protocol Unreachable) |
| 3 | 3 | 目的不可达：端口不可达 (Port Unreachable) |
| 4 | 0 | 源抑制 (Source Quench) |
| 5 | 0 | 重定向：网络 (Redirect for Network) |
| 5 | 1 | 重定向：主机 (Redirect for Host) |
| 8 | 0 | 回显请求 (Echo Request) |
| 11 | 0 | 超时：TTL 超过 (Time Exceeded: TTL Exceeded) |
三、ICMP询问报文
常见的 ICMP 询问报文有：
1、回显请求（Echo Request）
Type：8，Code：0
用途：用于网络连通性测试，即ping操作。发送方向通常从源主机到目的主机，请求一个回显应答。
2、地址掩码请求（Address Mask Request）
Type：17，Code：0
用途：请求本地网络的子网掩码信息，通常由无盘工作站使用。
3、时间戳请求（Timestamp Request）
Type：13，Code：0
用途：请求远程主机提供时间戳信息，用于时钟同步。
4、信息请求（Information Request）
Type：15，Code：0
用途：请求远程主机提供有关其网络配置的信息，如主机名、IP地址等。
5、路由器询问（Router Solicitation）
Type：10，Code：0
用途：用于路由器发现，主机请求路由器发送路由器通告。
四、ICMP 差错报告报文
主要分为以下五类：
1、目的不可达（Destination Unreachable）
Type：3
Code 可以是以下几种：
-
0：网络不可达（Network Unreachable）
-
1：主机不可达（Host Unreachable）
-
2：协议不可达（Protocol Unreachable）
-
3：端口不可达（Port Unreachable）
-
5：需要分片但设置了不分片位（Fragmentation Needed and DF Set）
2、源站抑制（Source Quench）
Type：4
Code：0
用途：通知发送端网络拥塞，需要降低发送速率。
3、时间超过（Time Exceeded）
Type：11
Code 可以是以下几种：
-
0：在传输过程中生存时间（TTL）超时（TTL Exceeded in Transit）
-
1：分片重组时生存时间超时（Fragment Reassembly Time Exceeded）
4、参数问题（Parameter Problem）
Type：12
Code：0
用途：报告IP头中存在错误，例如，错误的头部字段值或格式。
5、重定向（Redirect）
Type：5
Code 可以是以下几种：
-
0：为网络重定向（Redirect for Network）
-
1：为主机重定向（Redirect for Host）
-
2：为服务类型和网络重定向（Redirect for Type of Service and Network）
-
3：为服务类型和主机重定向（Redirect for Type of Service and Host）
另外值得一提的是，关于 ICMP 差错报告报文，在以下情况，不应该发送 ICMP 差错报文：
1、对 ICMP差错报告报文，不应该再发送 ICMP 差错报告报文
2、对第一个分片的数据报片的所有后续数据报片都不发送ICMP差错报告报文
3、对具有多播地址的数据报都不发送ICMP差错报告报文
4、对具有特殊地址的数据报不发送 ICMP 差错报告报文，如 127.0.0.1 或 0.0.0.0
注：这些规则是为了防止过去允许ICMP差错报文对广播分组响应所带来的广播风暴。
五、ICMP端口不可达差错
对于原本的解释：“ICMP的一个规则是，ICMP差错报文必须包括生成该差错报文的数据报IP首部（包含任何选项），还必须至少包括跟在该IP首部后面的前8个字节。”
1、ICMP不可达报文的一般格式如下
其中，固定8个字节的ICMP首部，然后ICMP data数据部分由以下组成：
IP首部 + 原始IP数据报中数据的至少前8字节。
2、假设原始IP数据报中IP层负载为 UDP，则对应的 ICMP 差错报告报文如下：
3、假设原始IP数据报总IP层负载为 TCP，则对应的 ICMP 差错报告报文如下：
4、在ICMP差错报文中，只要根据原始IP首部中的协议字段，就可以解析出封装在ICMP data中的原始IP首部后面紧跟着的数据部分。
