网络不同问题
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。ICMP 报文是封装在 IP 包里面的。
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:常用的ping 就是查询报文,是一种主动请求,并且获得主动应答的 ICMP 协议。所以,ping 发的包也是符合 ICMP 协议格式的,只不过它在后面增加了自己的格式。对 ping 的主动请求,进行网络抓包,称为ICMP ECHO REQUEST。同理主动请求的回复,称为ICMP ECHO REPLY。比起原生的 ICMP,这里面多了两个字段,一个是标识符,即区分查询目的的。另一个是序号,用来标识每一个的数量的。
差错报文类型:终点不可达为 3,源抑制为 4,超时为 11,重定向为 5。
(1)第一种是终点不可达:具体原因包括,网络不可达、主机不可达、协议不可达、端口不可达、需要进行分片但设置了不分片位
(2)源站抑制:也就是让源站放慢发送速度。
(3)时间超时:也就是超过网络包的生存时间还是没到。
(4)路由重定向:也就是让下次发给另一个路由器。
(1)ping 命令执行的时候,源主机首先会构建一个 ICMP 请求数据包,ICMP 数据包内包含多个字段。最重要的是两个,第一个是类型字段,对于请求数据包而言该字段为 8;另外一个是顺序号,主要用于区分连续 ping 的时候发出的多个数据包。每发出一个请求数据包,顺序号会自动加 1。为了能够计算往返时间 RTT,它会在报文的数据部分插入发送时间。
(2)由 ICMP 协议将这个数据包连同地址 192.168.1.2 一起交给 IP 层。IP 层将以 192.168.1.2 作为目的地址,本机 IP 地址作为源地址,加上一些其他控制信息,构建一个 IP 数据包。
(3)需要加入 MAC 头。如果在本节 ARP 映射表中查找出 IP 地址 192.168.1.2 所对应的 MAC 地址,则可以直接使用;如果没有,则需要发送 ARP 协议查询 MAC 地址,获得 MAC 地址后,由数据链路层构建一个数据帧,目的地址是 IP 层传过来的 MAC 地址,源地址则是本机的 MAC 地址;还要附加上一些控制信息,依据以太网的介质访问规则,将它们传送出去。
(4)主机 B 收到这个数据帧后,先检查它的目的 MAC 地址,并和本机的 MAC 地址对比,如符合,则接收,否则就丢弃。接收后检查该数据帧,将 IP 数据包从帧中提取出来,交给本机的 IP 层。同样,IP 层检查后,将有用的信息提取后交给 ICMP 协议.
(5)主机 B 会构建一个 ICMP 应答包,应答数据包的类型字段为 0,顺序号为接收到的请求数据包中的顺序号,然后再发送出去给主机 A。
(6)在规定的时候间内,源主机如果没有接到 ICMP 的应答包,则说明目标主机不可达;如果接收到了 ICMP 应答包,则说明目标主机可达。此时,源主机会检查,用当前时刻减去该数据包最初从源主机上发出的时刻,就是 ICMP 数据包的时间延迟。
(7)当然这只是最简单的,同一个局域网里面的情况。如果跨网段的话,还会涉及网关的转发、路由器的转发等等。但是对于 ICMP 的头来讲,是没什么影响的。会影响的是根据目标 IP 地址,选择路由的下一跳,还有每经过一个路由器到达一个新的局域网,需要换 MAC 头里面的 MAC 地址。
(8)经常会遇到一个问题,如果不在我们的控制范围内,很多中间设备都是禁止 ping 的,但是 ping 不通不代表网络不通。这个时候就要使用 telnet,通过其他协议来测试网络是否通
(1)Traceroute 的第一个作用就是故意设置特殊的 TTL,来追踪去往目的地时沿途经过的路由器。Traceroute 的参数指向某个目的 IP 地址,它会发送一个 UDP 的数据包。将 TTL 设置成 1,也就是说一旦遇到一个路由器或者一个关卡,就表示它“牺牲”了。如果中间的路由器不止一个,当然碰到第一个就“牺牲”。于是,返回一个 ICMP 包,也就是网络差错包,类型是时间超时。接下来,将 TTL 设置为 2,依此类推。
(2)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”。
Traceroute 程序会发送一份 UDP 数据报给目的主机,但它会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。如果数据报没有到达,则可能是超时。
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