第7讲 | ICMP与ping：投石问路的侦察兵
刘超
该思维导图由 AI 生成，仅供参考
无论是在宿舍，还是在办公室，或者运维一个数据中心，我们常常会遇到网络不通的问题。那台机器明明就在那里，你甚至都可以通过机器的终端连上去看。它看着好好的，可是就是连不上去，究竟是哪里出了问题呢？
ICMP 协议的格式
一般情况下，你会想到 ping 一下。那你知道 ping 是如何工作的吗？
ping 是基于 ICMP 协议工作的。ICMP 全称 Internet Control Message Protocol，就是互联网控制报文协议。这里面的关键词是“控制”，那具体是怎么控制的呢？
网络包在异常复杂的网络环境中传输时，常常会遇到各种各样的问题。当遇到问题的时候，总不能“死个不明不白”，要传出消息来，报告情况，这样才可以调整传输策略。这就相当于我们经常看到的电视剧里，古代行军的时候，为将为帅者需要通过侦察兵、哨探或传令兵等人肉的方式来掌握情况，控制整个战局。
ICMP 报文是封装在 IP 包里面的。因为传输指令的时候，肯定需要源地址和目标地址。它本身非常简单。因为作为侦查兵，要轻装上阵，不能携带大量的包袱。
ICMP 报文有很多的类型，不同的类型有不同的代码。最常用的类型是主动请求为 8，主动请求的应答为 0。
查询报文类型
我们经常在电视剧里听到这样的话：主帅说，来人哪！前方战事如何，快去派人打探，一有情况，立即通报！
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ICMP与ping：网络世界的侦察兵 ICMP协议就像网络世界的侦察兵，通过ping工具进行网络连通性测试。ping发送的查询报文类似于主帅派出侦察兵查探敌情，而收到的回复则是侦察兵的报告。文章详细解释了ICMP报文的结构和含义，让读者能够快速了解ICMP协议的工作原理和报文类型。除了ping，文章还介绍了Traceroute的使用，它利用ICMP规则故意制造能够产生错误的场景，用于追踪去往目的地时沿途经过的路由器。此外，Traceroute还可以确定路径的MTU，通过故意设置不分片来检测路径的最大传输单元。总的来说，ICMP与ping的工作原理和报文类型的解释，让读者更好地理解网络连通性测试的基本原理。对于网络运维人员和对网络感兴趣的读者来说，这是一篇值得阅读的技术文章。
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knull许多人问：tracerouter发udp，为啥出错回icmp？ 正常情况下，协议栈能正常走到udp，当然正常返回udp。 但是，你主机不可达，是ip层的（还没到udp）。ip层，当然只知道回icmp。报文分片错误也是同理。作者回复: 是的
2018-09-125158
盖好像不发ICMP差错报文的一种情况就是ICMP 的差错报文出错，其它还有目的地址为广播时或者源地址不唯一时也不发差错报文。 前面评论问udp为什么返回ICMP报文的，ICMP一般认为属于网络层的，和IP同一层，是管理和控制IP的一种协议，而UDP和TCP是传输层，所以UDP出错可以返回ICMP差错报文作者回复: 赞
2018-06-015116
手撕油条越听越想听，一周三更听不爽作者回复: 谢谢
2018-06-0160
weineel
老师您好，以我的经验使用tcp/udp协议可以用scoket api编程，但是文中提到ping程序使用了ip协议，那ping程序的实现是不是用到了其他网络编程接口？ 换句话说，每一层的协议都有相应的api可以调用吗？有的话又是什么呢？ 但又感觉我们写的程序一般是应用层用socket就行了…作者回复: 不是每一层都有接口的，tcp ip协议栈在内核里面，内核的最外层是系统调用，所以你看起来就只能调用socket了
2018-06-02220
xfan如果网络不可达，是谁回复的差错报文呢，是网关吗作者回复: 网络不可达也是到达了某个地方，发现走不下去了，到哪里哪里返回，一般是某个路由器
2019-04-09219
Trust me ҉҉҉҉҉҉҉❀tracerouter发送的包是什么程序给的响应？ 是目标主机的traceroute程序？还是ICMP作者回复: 没有服务端，全部在制造错误
2018-06-0112
西门吹牛ICMP是第三层网络层的协议 计算几网络教材是这么描述的：为了更有效转发ip数据报和提高转发的机会，ICMP允许主机或者路由器报告差错情况和提供有关异常情况的报告，用于传输出错报告控制信息； 简单的道理放到教材中就晦涩难懂了。 其实可以理解为，ICMP报文可以在主机和路由器之间传输，但传输的不是用户数据，而是网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息，所以可以比作侦察兵，用来侦察在ip层报文传输过程中遇到的异常情况，并能汇报信息，有了异常信息，就可以控制异常，达到更有效的传输效率；控制这种报文，用的是差错报文类型； 另外一种是查询报文类行，可以理解为用来测试俩个主机间的连接是否有效，报文多久能到达； 总之，通过ICMP协议，可以对ip层报文的传输做到把控作者回复: 是的
2020-06-10211- anthannTraceroute发送的是udp包，为什么也能收到icmp响应呢？
作者回复: 所以是侦查兵啊，错误了就会发
2018-06-017 
约书亚差错包也出问题是不是就拉到了，看上层是不是定时重发的协议了？作者回复: 是的，差错包不会在发差错包
2018-06-017
yang[小白评论] 看评论说 icmp也属于网络层啊？ 我还以为icmp属于应用层呢作者回复: icmp是网络层，ping是应用
2019-08-2935
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