TCP/IP协议-ICMP和 ping 程序

ICMP、IGMP、UDP、TCP 协议是基于 IP 协议的。 ICMP 协议是封装在 IP 协议里的。完整的 ICMP 报文的格式是这样的：

ICMP 协议的强大之处在于它的丰富的报文类型。可以简单简单的分为两种报文，一种是查询报文，比如ping 程序使用的回显应答；另一种是差错报文，比如主机不可达。

ICMP 报文的前32位： | 8位类型 | 8位代码 | 16位校验和 |

类型和代码的不同组合，就可以整出来各种各样的 ICMP 报文。
比如 0:0 表示回显应答；8:0 表示请求回显。

不同的报文类型会有不同的处理方式，一般差错报文会始终包含 IP 的首部和产生 ICMP 差错报文的 IP 数据包的前8个字节（TCP/UDP 报文的前8个字节是源/目的端口号，ICMP 报文的前8个字节一般包含了大部分的元数据）

下面看一下 ping 程序。

大多数的TCP/IP 实现都在内核中直接支持 Ping 服务器。
报文格式为：

| 类型-8位 | 代码-0位| 检验和-16位 |
| 标识符-16位 | 序号-16位 |
| 选项数据 |

Unix 系统在实现 ping 程序的时候是吧 ICMP 报文中的标识符字段置成发送进程的 ID 号。这样即使在同一台主机上同时运行多个 ping 程序实例。ping 程序也能识别出返回的信息。

序列号从0开始，每发送一次新的回显请求，就加一。

ping 程序每秒发送一个回显请求，并打印出返回的每一个回显应答。

➜  ~  >ping www.baidu.com
PING www.a.shifen.com (220.181.112.244): 56 data bytes
64 bytes from 220.181.112.244: icmp_seq=0 ttl=54 time=5.040 ms
64 bytes from 220.181.112.244: icmp_seq=1 ttl=54 time=9.202 ms
64 bytes from 220.181.112.244: icmp_seq=2 ttl=54 time=10.052 ms

ping 程序通过在 ICMP 报文中存放发送请求的时间来计算往返时间。当应答返回时，使用当前的时间减去存放在 ICMP 报文中的时间值，即是往返时间。

另外，ping 程序的-R 选项可以记录路由信息，利用了 IP 数据包的 RR 选项。当 ICMP 报文经过每一个路由的时候，路由会自动把自己的 IP 地址放到ICMP报文的最后。当ICMP报文到达回显服务器的时候，回显服务器负责包已有的路由地址拷贝到ICMP应答报文中。当 ICMP 应答报文返回到请求主机时，就有了完整的IP 地址清单。但是 RR 选项是可选功能，可能路由或者主机没有实现这个功能的话，那么这个地址清单就不准了。

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