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第6章 差错与控制报文协议 本章学习目标 掌握ICMP差错报文 掌握ICMP控制报文 掌握ICMP请求与应答报文对 掌握ICMP报文封装 6.1 因特网控制报文协议（ICMP） ICMP协议设计的最初目的主要是用于IP层的差错报告，由路由器或信宿以一对一的模式向信源报告传输错误的原因。 随着网络的发展，检测和控制功能逐渐被引入到ICMP协议中，使得ICMP协议不仅用于传输差错报告，而且大量用于传输控制报文。 6.1 因特网控制报文协议（ICMP） ICMP与IP协议位于同一个层次（IP层），但ICMP报文是封装在IP数据报的数据部分进行传输的。 ICMP协议是IP协议的补充，用于IP层的差错报告、拥塞控制、路径控制以及路由器或主机信息的获取。 6.2 ICMP报文格式与类型 ICMP报文由首部和数据段组成。首部为定长的8个字节，前4个字节是通用部分，后4个字节随报文类型的不同有所差异。ICMP报文的一般格式如图所示。 ICMP报文虽然细分为很多类，但总的来看可以分为如图所示的三大类：差错报告、控制报文和请求应答报文。 6.3 ICMP差错报告 ICMP差错报告的数据区包含出错数据报的首部及该数据报的前64位数据。 加上数据报中的首部的目的，是为了向接收差错报文的原始信源给出关于数据报本身的信息。要包括数据的前8字节是因为这前8字节提供了关于端口号（UDP或TCP）和序号（TCP）的信息。这些信息是重要的，因而源点可以把差错情况通知这些协议（UDP或TCP）。ICMP形成差错分组，然后再封装成IP数据报。 ICMP差错报告具有以下特点： 只报告差错，但不负责纠正错误，纠错工作留给高层协议去处理。 发现出错的设备只向信源报告差错。 差错报告作为一般数据传输，不享受特别优先权和可靠性。 产生ICMP差错报告的同时，会丢弃出错的IP数据报。 下面各种情况都不会导致产生ICMP差错报文： 1) ICMP差错报文（但是，ICMP查询报文可能会产生ICMP差错报文） 。 2) 目的地址是广播地址或多播地址（D类地址）的IP数据报。 3) 作为链路层广播的数据报。 4) 不是IP分片的第一片。 5) 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。 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。 6.3.1 信宿不可达报告 当路由器无法根据路由表转发IP数据报时或主机无法向上层协议或端口提交IP数据报时，将丢弃当前的数据报，并产生信宿不可达差错报告，向信源报告出错。信宿不可达报文如图所示。 6.3.2 数据报超时报告 在数据报的传输过程中，IP首部的TTL值用于防止数据报因路由表的问题而无休止地在网络中传输。当TTL值为0时，路由器会丢弃当前的数据报，并产生一个ICMP数据报超时报告。 在信宿进行分片重组时会启动重组定时器，一旦重组定时器超时，信宿就会丢弃当前正在重组的数据报，然后产生一个ICMP数据报超时报告，并向信源发送该超时报告。 数据报超时报告的报文格式与信宿不可达报告的报文格式相同，只是类型和代码值不同。 数据报超时报告的类型和代码的含义如表所示。类型值11表示是数据报超时报文，代码“0”表示TTL超时，代码“1”表示分片重组超时。 6.3.3 数据报参数错报告 数据报参数错报告是由数据报首部字段值不明确或空缺而引起的差错报告。一旦路由器或信宿机发现错误的数据报首部和错误的数据报选项参数时，便抛弃该数据报，并向信源发送差错报告报文。数据报参数错报文的格式如图6-4所示。 类型12表明数据报参数错 代码“0”表示数据报首部中的某个字段的值有错或不明确，这时ICMP报文首部的指针指向数据报中有问题的字节； 代码“1”表示数据报首部中缺少某一选项所必须具有的部分参数，此时的ICMP报文没有指针字段。 下表给出了数据报参数错报告的类型。 代码为“0”的参数错只能报告一个出错参数 代码为“1”的参数错只能报告缺少参数，不能说明缺少哪个参数。 6.4 ICMP控制报文 ICMP控制报文包括源抑制报文和重定向报文 源抑制报文——用于拥塞控制 重定向报文——用于路径控制 下表给出了这两类报文的类型和作用描述。 6.4.1 源抑制报文 IP协议采用的是无连接数据报方式进行传输 发送方事先并不了解中间的路由器和信宿的处理能力和缓冲区大小。 在数据报传输过程中没有采用任何流量控制机制。 当大量的数据报进入路由器或信宿时，会造成缓冲区溢出，即出现拥塞(Congestion)。 ICMP利用源抑制的方法来进行拥塞控制。通过源抑制来减缓信源发送数据报的速率。 源抑制报文的格式如图6-5所示。 源抑制包括三个阶段：发现拥塞阶段、解决拥塞阶段