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计算机网络（24）网际控制报文协议ICMP

article 2025/1/7 9:32:45

前言

计算机网络中的网际控制报文协议（ICMP，Internet Control Message Protocol）是TCP/IP协议簇的一个子协议，它在网络层中扮演着重要的角色。

一、ICMP的定义与功能

侦测远端主机是否存在：通过发送ICMP Echo请求报文（ping命令）并等待Echo应答报文，可以确定远端主机的网络连通性。
建立及维护路由资料：ICMP重定向报文可以通知主机更改路由路径，以便数据包能够更高效地到达目标。
报告错误：当路由器或主机无法传递数据包时，会发送ICMP目标不可到达报文，通知发送方数据包无法到达的原因。
传输控制信息：ICMP还可以用于传输其他控制信息，如时间戳请求和应答报文，用于测试两台主机之间的网络延迟。

二、ICMP报文格式

ICMP报文包含在IP数据报中，属于IP的一个用户。一个ICMP报文包括IP头部、ICMP头部和ICMP报文数据部分。其中，ICMP头部的主要字段包括：

类型（Type）：用于说明ICMP报文的作用及格式。常见的类型包括Echo请求（Type=8）、Echo应答（Type=0）、目标不可到达（Type=3）等。
代码（Code）：用于详细说明某种ICMP报文的类型。例如，目标不可到达报文中的代码字段可以指示网络不可到达（Code=0）、主机不可到达（Code=1）等。
校验和（Checksum）：用于检验ICMP数据报的正确性。
识别码（Identifier）：用于唯一标识一个ICMP请求和应答。
序列号（Sequence Number）：用于标识ICMP请求和应答的序列。

三、ICMP的主要应用

ping命令：ping是最基本的ICMP应用，用于测试两个设备之间网络连接的状态。通过发送ICMP Echo请求报文并等待Echo应答报文，可以确定网络的响应时间、丢包率和带宽等性能指标。
tracert命令：tracert命令用于显示数据包到达目的主机所经过的路径。它基于ICMP时间超过报文实现，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。
网络故障诊断：当网络出现故障时，ICMP可以快速地发现问题并生成错误报告。例如，当目标不可到达时，路由器或主机会发送ICMP目标不可到达报文，通知发送方数据包无法到达的原因。
流量控制：ICMP源抑制报文可以充当一个控制流量的角色。当网络拥塞时，路由器会发送ICMP源抑制报文，通知主机减少数据报流量。