概述
不管是開發中，還是電腦日常使用，常常遇到網絡不通的問題。這時你就會習慣性的使用一個命令ping，查看問題出在哪里，那它是如何工作的哪？
ICMP協議
ICMP就是互聯網控制報文協議，網絡包在復雜的網絡環境傳輸時，常常遇到各種各樣的問題。當遇到問題的時候，總不能讓這個網絡包死的不明不白，要傳出消息來，報個情況，是怎么死的，為什么死的，這樣才可以調整傳輸的策略。所以ICMP的功能主要有兩種，確認IP包是否成功到底目標地址，通知在發送過程中IP被丟棄的原因。
ICMP報文是封裝在IP包里的，一個ICMP報文包括IP報頭，ICMP報頭和ICMP報文，若IP報頭中的協議字段為1時，說明是一個ICMP報文。
類型：占一個字節，標識ICMP報文的類型，不同類型有不同的代碼，它有分為兩大類，一類為差錯報文，一類為查詢報文。
代碼：與類型字段一起標識ICMP報文的詳細類型。
校驗和：檢驗報文在傳輸過程中是否出現差錯，和IP報頭中的校驗和是一樣的。
查詢報文類型
ping就是查詢報文，一種主動的請求，並且獲得主動應答的ICMP協議。ping發起請求命令，會發送一個ICMP Echo Request給對端，請求得到回復，就叫ICMP Echo Reply，它對比原生的ICMP，多了兩個字段，一個是標識符，一個是序號。並且ping命令會統計響應時間和TTL（生存周期）來計算往還時間，說明路程的長短。
假定我們在一個子網內，主機A的IP為192.168.6.1，主機B的IP為192.168.6.2,。在主機A運行ping 192.168.6.2
- ping命令執行的時候，源主機會構建一個ICMP請求的數據包。里頭有兩個重要的字段，就是我們前面說的標識符和序號，對於請求數據包而言該字段的類型為8（回送請求），另一個就是順序號，區分連續ping的時候發出的多個數據包，每發出一個請求數據包，順序號會自動加1，並且會在報文的數據部分插入發送時間。
- ICMP協議將這個數據包連同192.168.6.2交給IP層，IP層將會以192.168.6.2作為目標地址，本機IP地址作為源地址，還有一些控制信息構建為一個IP數據包
- 加入MAC頭，先判斷一下是不是在一個子網內，如果是就在ARP映射表中查找IP地址192.168.6.2對應的MAC地址，則可以直接使用。如果沒有，就要發送ARP協議查詢MAC地址，獲取MAC地址后。構建一個數據幀在附加上一些控制信息，依據以太網的介質訪問規則，將數據包發送出去。
- 192.168.6.2收到這個數據幀后，檢查下MAC目標地址，和本機的MAC地址對比，符合就接收，不符丟棄。檢查該數據幀，將IP數據包從幀中提取出來，交給本機IP層，IP層檢查完后，有用信息提取后交給ICMP協議。
- 192.168.6.2收到后，會構建一個ICMP應答包，應答的類型字段為0，順序號為接收到的請求包的序號，發給主機192.168.6.1
- 在規定時限內，源主機也就是192.168.6.1沒有接到ICMP的應答包，就說明目標主機不可達，如果接收到ICM應答包，則說明目標主機可達。然后檢查當前時刻減去該數據最初從源主機發出的時刻，也就是ICMP數據包的時間延遲。
注意：有很多中間設備都是禁止ping的，並不是說網絡不通。這個時候我們就要使用其他協議來檢查網絡是否通暢，如telnet等
差錯報文類型
這是ICMP協議的另一個報文種類，差錯報文中常用的類型主要有5種。終點不可達，端口不可達，源點抑制，超時，參數問題，改變路由
- 假定主機A給主機B發送一個郵件，網絡傳輸中要經過很多台路由器，若R1接到郵件后，發生了故障，不知道下一步該發給哪個路由設備或那台主機設備，這封郵件也就沒法到達主機B，這時路由R1就會把數據包丟棄並向主機A發回一個終點不可達的數據報文。這時數據報文，類型標號為3，表示是不可達的錯誤類型。
- 目標系統收到一個IP數據報某個服務請求時，本地沒有此服務，會向源頭返回ICMP端口不可達信息。
- 假定主機A給主機B發送一個視頻，主機A傳輸非常快，主機B接收慢的話，可能導致數據都擁塞在某一台設備上，這台設備解決不了擁塞問題，會給源主機發送一個源點抑制報文反饋給源主機，告訴源主機數據擁塞了，在發送就會丟數據，告訴他放慢發送數據。類型標號為4,
- 如果超過網絡包生存周期還是沒到，就是超時，主機A給主機B發送一個數據報文時，該數據報文在網絡會有一個TTL生存時間字段，沒經過一台路由，TTL字段就會減1，路由器收到數據報文后TTL字段值減1后為0的話，該路由器就會把數據包丟棄並向主機A發送一個ICMP超時報文，類型是為11
- 當路由器后目標追收到數據報的首部中有的字段值不正確時，就會丟棄數據報，向源點發送參數問題的報文，類型為12
- 路由器改變路由報文發送給主機，讓主機知道下次應將數據報文發送給另外的路由器。類型為5
traceroute
traceroute的應用就是差錯報文類型使用，它的目的就打印出可執行的程序主機，一直到目標主機之前要經歷多少路由器，也就是路由追蹤。traceroute使用ICMP的規則，故意制造一些能產生錯誤的場景，就是故意設置特殊的TTL，追蹤去往目的地時沿途經過的路由器。
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