1、ICMP的定义

全称Internet Control Message Protocol，就是互联网控制报文协议。

这里的关键词是”控制“，下面我将介绍它是如何控制的

2、ICMP的由来

由于复杂的网络环境，数据包在网络中传输常常会发生各种问题。当遇到问题时，我们不想让数据包“死得不明不白”。为了知道产生问题的原因，我们需要构造一种新的数据包来传回消息。

其实，上面提到这种情况和我们在电视上看到的古代作战很像，在开始作战之前，主帅都要派出“侦察兵”来检查敌方的兵力状况，以调整作战策略。

3、ICMP的报文

ICMP它是一个3层网络协议，工作在网络层。由于数据包的传输是需要源地址和目的地址，所以被封装在IP中。它的数据包结构非常简单，因为一个“侦察兵”要“轻装上阵”，不能携带太多的包袱。

3.1、报文结构

目前类型字段有8位，可以有256种类型，但是我们实际常用的只有3种，分别是0,3,8,具体会在下面提到

3.2、报文分类

分为两类：查询和差错报文

3.2.1、查询报文

分为两类：回显请求和回显应答报文。

在这里代码字段，我们只用到了0，还有255个代码没有用，具体会在下面讲到

3.2.1.1、 回显请求

类型字段为8，代码字段为0

3.2.1.2、 回显应答

类型字段为0，代码字段为0

3.2.1.3、 Ping应用

ping发的包就符合ICMP协议的格式，只不过它在自己的数据字段增加了自己的格式。比原生的ICMP多了两个字段，一个是标识符，用来标识ping发出去的“侦察兵”的具体的任务是什么，比如“查找水源”；另一个是序号，用来给每个侦察兵编号，比如，“1号查找水源的侦察兵”。在数据字段中，ping还会存放发生请求的时间，用来计算往返的时间。

下图的ping的过程示意图

3.2.2、 差错报文

分为4种：终点不可达，源站抑制，时间超时和路由重定向

3.2.2.1、 终点不可达

网络不可达(代码0)，主机不可达(代码1)，协议不可达(代码2)，端口不可达(代码3)，需要进行分片但设置了不分片位代码(代码4)

3.2.2.2、 源站抑制

就是让源站放慢发送速度。小兵:报告主公，您粮草送的太多了吃不完。

3.2.2.3、 时间超时

就是超过网络包的生存时间还是没到。小兵:报告主公，送粮草的人，自己把粮草吃完了，还没找到地方，已经饿死啦。

3.2.2.4、 路由重定向

就是让下次发给另一个路由器。小兵:报告主公，上次送粮草的人本来只要走一站地铁，非得从五环绕，下次别这样了啊。

差错报文的结构相对复杂一些。除了前面还是 IP，ICMP 的前 8 字节不变，后面则跟上出错的那个 IP 包 的IP 头和IP 正文的前 8 个字节。

而且这类侦查兵特别恪尽职守，不但自己返回来报信，还把一部分遗物也带回来。
* 侦察兵:报告主公，张将军已经战死沙场，这是张将军的印信和佩剑。
* 主公:神马?张将军是怎么死的(可以查看 ICMP 的前 8 字节)?没错，这是张将军的剑，是他的剑 (IP 数据包的头及正文前 8 字节)。

3.2.2.5、 Traceroute应用

Traceroute是一个“大骗子”，它使用ICMP的差错报文的规则，去制造一些错误场景，已获得想到的答案。接下来我将一一说明：

3.2.2.5.1、 第一个作用：获得到达目的地的路径

第一场景：故意设置特殊的TTL(Time to Live)，来追踪去往目的地时沿途经过的路由器。比如，他会发生一个TTL为1的UDP数据包，一旦到达下一个路由器，就会由于数据包“死亡”返回一个时间超时的ICMP数据包。这样它就知道了下一条路由器的IP地址了。接着，又把TTL设置为2，有获得了下一条路由器的地址了。以此类推，就获得了到达目的地的整条路的IP地址了。

但是，第一个场景里面存在一个缺陷，比如，最后一个UDP数据包已经可以到目的地了，他就不会返回ICMP差错报文，那么我怎么知道最后一个UDP数据包到底到目的地了吗？这样就有了第二个场景。

第二个场景：故意选择一个不可能的值作为 UDP 端口号(大于 30000)。当该数据报到达时，将使目的主机的 UDP 模块 产生一份“端口不可达”错误 ICMP 报文。

这就相当于故意派人去西天如来那里去请一本《道德经》，结果人家信佛不信道，消息就会被打出来。 被打的消息传回来，你就知道西天是能够到达的。为什么不去取《心经》呢?因为 UDP 是无连接的。也就是说这人一派出去，你就得不到任何音信。你无法区别到底是半路走丢了，还是真的信佛遁入空门了，只有让人家打出来，你才会得到消息。

3.2.2.5.2、 第二个作用：确定路径的MTU

Traceroute 还有一个作用是故意设置不分片，从而确定路径的 MTU。要做的工作首先是发送分组，并设置“不分片”标志。发送的第一个分组的长度正好与出口 MTU 相等。如果中间遇到窄的关口会被卡 住，会发送 ICMP 网络差错包，类型为“需要进行分片但设置了不分片位”。其实，这是人家故意的好吧，每次收到 ICMP“不能分片”差错时就减小分组的长度，直到到达目标主机。

4、 总结

• ICMP 相当于网络世界的侦察兵。我讲了两种类型的 ICMP 报文，一种是主动探查的查询报文，一种异常报告的差错报文。
• Ping 使用查询报文，Traceroute 使用差错报文。