2024年3月30日发(作者：)

ICMP协议，ping和Traceroute

协议介绍前面讲到了，IP协议并不是一个可靠的协议，它不保证数据被送达，那么，自

然的，保证数据送达的工作应该由其他的模块来完成。其中一个重要的模块就是ICMP（网络控制报

文）协议。

当传送IP数据包发生错误——比如主机不可达，路由不可达等等，ICMP协议将会把错误信息

封包，然后传送回给主机。给主机一个处理错误的机会，这 也就是为什么说建立在IP层以上的协

议是可能做到安全的原因。ICMP数据包由8bit的错误类型和8bit的代码和16bit的校验和组成。而

前 16bit就组成了ICMP所要传递的信息。书上的图6－3清楚的给出了错误类型和代码的组合代表

的意思。

尽管在大多数情况下，错误的包传送应该给出ICMP报文，但是在特殊情况下，是不产生ICMP

错误报文的。如下ICMP差错报文不会产生ICMP差错报文（出IMCP查询报文）（防止IMCP的无限产

生和传送）

目的地址是广播地址或多播地址的IP数据报。

作为链路层广播的数据报。

不是IP分片的第一片。

源地址不是单个主机的数据报。这就是说，源地址不能为零地址、环回地址、广播地 址或多播

地址。

虽然里面的一些规定现在还不是很明白，但是所有的这一切规定，都是为了防止产生ICMP报文

的无限传播而定义的。

ICMP协议大致分为两类，一种是查询报文，一种是差错报文。其中查询报文有以下几种用途：

ping查询（不要告诉我你不知道ping程序）

子网掩码查询（用于无盘工作站在初始化自身的时候初始化子网掩码）

时间戳查询（可以用来同步时间）

而差错报文则产生在数据传送发生错误的时候。就不赘述了。

的应用——ping ping可以说是ICMP的最著名的应用，当我们某一个网站上不去的时候。

通常会ping一下这个网站。ping会回显出一些有用的信息。一般的信息如下：Reply from 10.4.24.1：

bytes=32 time<1ms TTL=255

Ping statistics for 10.4.24.1：Packets： Sent = 4， Received = 4， Lost = 0 （0% loss），

Approximate round trip times in milli-seconds：Minimum = 0ms， Maximum = 0ms， Average =

0ms ping这个单词源自声纳定位，而这个程序的作用也确实如此，它利用ICMP协议包来侦测另一

个主机是否可达。原理是用类型码为0的ICMP发请 求，受到请求的主机则用类型码为8的ICMP回应。

ping程序来计算间隔时间，并计算有多少个包被送达。用户就可以判断网络大致的情况。我们可以

看到， ping给出来了传送的时间和TTL的数据。我给的例子不太好，因为走的路由少，有兴趣地

可以ping一下国外的网站比如，就可以观察到一些 丢包的现象，而程序运行的时间也会更

加的长。

ping还给我们一个看主机到目的主机的路由的机会。这是因为，ICMP的ping请求数据报在每

经过一个路由器的时候，路由器都会把自己的ip放到该数 据报中。而目的主机则会把这个ip列表

复制到回应icmp数据包中发回给主机。但是，无论如何，ip头所能纪录的路由列表是非常的有限。

如果要观察路由， 我们还是需要使用更好的工具，就是要讲到的Traceroute（windows下面的名字

叫做tracert）。

的应用——Traceroute Traceroute是用来侦测主机到目的主机之间所经路由情况的重

要工具，也是最便利的工具。前面说到，尽管ping工具也可以进行侦测，但是，因为ip头的限制，

ping不能完全的记录下所经过的路由器。所以Traceroute正好就填补了这个缺憾。

Traceroute的原理是非常非常的有意思，它受到目的主机的IP后，首先给目的主机发送一个

TTL=1（还记得TTL是什么吗？）的UDP（后面就 知道UDP是什么了）数据包，而经过的第一个路

由器收到这个数据包以后，就自动把TTL减1，而TTL变为0以后，路由器就把这个包给抛弃了，并

同时产生 一个主机不可达的ICMP数据报给主机。主机收到这个数据报以后再发一个TTL=2的UDP

数据报给目的主机，然后刺激第二个路由器给主机发ICMP数据 报。如此往复直到到达目的主机。

这样，traceroute就拿到了所有的路由器ip.从而避开了ip头只能记录有限路由IP的问题。

有人要问，我怎么知道UDP到没到达目的主机呢？这就涉及一个技巧的问题，TCP和UDP协议

有一个端口号定义，而普通的网络程序只监控少数的几个号码较 小的端口，比如说80，比如说23，

等等。而traceroute发送的是端口号>30000（真变态）的UDP报，所以到达目的主机的时候，目的

主机只能发送一个端口不可达的ICMP数据报给主机。主机接到这个报告以后就知道，主机到了，所

以，说Traceroute是一个骗子一点也不为过：）

Traceroute程序里面提供了一些很有用的选项，甚至包含了IP选路的选项