中科大,计算机网络课件09_2.ppt

Chapter09 Chapter9 InternetControlMessageProtocol Chapter09 InternetControlMessageProtocol控制报文协议 TYPESOFMESSAGES报文类型MESSAGEFORMAT报文格式ERRORREPORTING差错报告QUERY查询CHECKSUM检验和ICMPPACKAGEICMP软件包 Chapter09 PositionofICMPinthenetworklayerICMP在网络层的位置 ICMP InternetControlMessageProtocol 协议主要用于发送网络故障消息及进行网络检测的一些控制消息 ICMP各种类型的消息都被封装在IP分组中进行传输 IP分组头中的协议字段为1 一般在ICMP故障消息中同时携带引起错误的IP分组的头以及数据域中的前8个字节 包含端口号和报文序号 以便接收方与相应的用户进程进行联系 Chapter09 EncapsulationofICMPpacketICMP的封装 Chapter09 9 1TYPESOFMESSAGES报文类型 ICMP报文可以分为差错报告报文和查询报文 差错报告报文报告路由器或主机 目的端 在处理IP数据报时可能遇到的一些问题 查询报文是成对出现的 它帮助主机或网管人员从路由器或另一主机获得特定的信息 Chapter09 Table9 1ICMPmessagesICMP报文 Chapter09 9 2MESSAGEFORMAT报文格式 ICMP报文有8字节的首部和可变长度的数据部分 首部的前4个字节对所有报文类型都一样 Chapter09 9 3ERRORREPORTING差错报告 IP asanunreliableprotocol isnotconcernedwitherrorcheckinganderrorcontrol ICMPwasdesigned inpart tocompensateforthisshortcoming ICMPdoesnotcorrecterrors itsimplyreportsthem IP是不可靠的协议 它不考虑错误检验和差错控制 ICMP就是为补偿这个缺点而设计的 ICMP不能纠正差错 它只能报告差错 Chapter09 Error reportingmessages差错报告报文 共有五种差错报告 终点不可达源点抑制时间超时参数问题改变路由 ICMP总是向原始的数据源报告差错报文 Chapter09 四种情况不产生ICMP差错报文 对于携带ICMP差错报文的数据报 不再产生ICMP差错报文 对于分段的数据报 如果不是第一个分段 则不产生ICMP差错报文 对于具有多播地址的数据报 不产生ICMP差错报文 对于具有特殊地址 如127 0 0 0或0 0 0 0 的数据报 不产生ICMP差错报文 Chapter09 Contentsofdatafieldforerrormessages差错报文的数据字段内容 Chapter09 Destination unreachableformat终点不可达报文的格式 0 网络不可达1 主机不可达2 协议不可达3 端口不可达4 需要进行分段5 源路由选择不能完成6 目的网络未知7 目的主机未知 8 源主机是孤立的9 从管理上禁止与目的网络通信10 从管理上禁止与目的主机通信11 对指明的服务类型 网络不可达12 对指明的服务类型 主机不可达13 主机不可达14 主机不可达15 主机不可达 Code Chapter09 几点关注 具有代码2和代码3的目的端不可达报文只能有目的主机创建 其余的目的端不可达报文只能由路由器创建 路由器无法检测出分组没有交付的所有问题在IP协议中没有流量控制机制 Chapter09 Source quenchformat源端抑制的格式 源端抑制报文通知源端 由于拥塞 在路由器或目的主机中已经丢弃了数据报 源端必须放慢数据报的发送 直到拥塞程度减轻为止 Chapter09 Time exceededmessageformat超时报文格式 Code0 Timetolive路由器使用当路由器收到生存时间字段值为0的数据报时 就丢弃这个数据报 并向源端发送超时报文 Code1 Fragmentation目的主机使用当目的主机在规定的时间内没有收到所有分段时 就丢弃已收到的分段 并向源端发送超时报文 Chapter09 Parameter problemmessageformat参数问题报文格式 Code0 Mainheaderproblem首部问题 在首部的某个字段中有差错或存在二义性 这时 指针字段指向有问题的字节 Code1 Problemintheoptionfield选项问题 表示缺少所需要的选项部分 这时不使用指针 路由器和目的主机都可以创建参数问题报文 Chapter09 Redirectionconcept改变路由的概念 主机刚开始工作时只有很小的一个路由表 这个路由表逐渐增大和更新 完成该工作的工具之一就是改变路由报文 Chapter09 Redirectionmessageformat改变路由报文的格式 Code0 NetworkspecificCode1 HostspecificCode2 Networkspecific specifiedservice Code3 Hostspecific specifiedservice 改变路由的报文是由路由器向同一个本地网络上的主机发送的 Chapter09 9 4QUERY查询 ICMPcanalsodiagnosesomenetworkproblemsthroughthequerymessages agroupoffourdifferentpairsofmessages InthistypeofICMPmessage anodesendsamessagethatisansweredinaspecificformatbythedestinationnode ICMP也能对某些网络问题进行诊断 这是通过使用由4对不同报文组成的查询报文来完成的 在这种类型的ICMP报文中 一个结点发送出报文 然后由目的结点用特定格式进行回答 EchoRequestandReply回送请求和回答TimestampRequestandReply时间戳请求和回答Address MaskRequestandReply地址掩码请求和回答RouterSolicitationandAdvertisement路由器询问和通告 Chapter09 Querymessages询问报文 EchoRequestandReply回送请求和回答TimestampRequestandReply时间戳请求和回答Address MaskRequestandReply地址掩码请求和回答RouterSolicitationandAdvertisement路由器询问和通告 Chapter09 Echo requestandecho replymessageformat回送请求和回送回答报文格式 Pingcommandcanusethesesmessages 回送请求和回送回答报文可由主机或路由器发送 收到回送请求的主机或路由器发送回送回答报文 回送请求和回送回答报文可由网络管理员来使用 用来检查IP协议工作的情况用回送请求和回送回答报文可测试某个主机的可达性 通常用Ping命令来这样做 Chapter09 实例 Ping程序 Ping程序是利用ICMP的类型8消息 回送请求 echorequest 和类型0消息 回送回答 echoreply 来完成测试功能 距离和负载 的 这时标识符 identifier 放置发送进程的进程号 序号 sequencenumber 从0开始 每发一个回送请求 序号加1 Chapter09 Timestamp requestandtimestamp replymessageformat时间戳请求和时间戳回答报文格式 原始时间戳 源端创建时间戳报文请求时填入它的时钟所显示的通用时间接收时间戳 目的端接收到时间戳请求报文时填入的它的时钟所显示的通用时间发送时间戳 目的端在回答报文离开时填入的它的时钟所显示的通用时间 时间单位 ms 最大值 86400000 24 60 60 Chapter09 Valueoforiginaltimestamp 46Valueofreceivetimestamp 59Valueoftransmittimestamp 60Timethepacketarrived 67 Giventhefollowinginformation Sendingtime 59 46 13millisecondsReceivingtime 67 60 7millisecondsRound triptime 13 7 20milliseconds Wecancalculate Chapter09 Mask requestandmask replymessageformat掩码请求和掩码回答报文的格式 无盘站在启动时是需要掩码的 当无盘站第一次连网时 它会使用RARP协议查找IP地址 在确定IP地址后便使用掩码请求报文并在掩码回答报文中获取掩码 得到子网信息的另一种方法是使用BOOTP协议 Chapter09 Routersolicitationmessageformat路由器询问报文的格式 路由询问报文 用于主机查询路由和询问路由器工作状态 Chapter09 Routeradvertisementmessageformat路由器通告报文格式 路由器通告报文 用于应答路由器询问报文或通告路由器状态及路由情况 地址参考等级 0 默认路由器80000000H 不能选为默认路由 Chapter09 9 5CHECKSUM检验和 InICMPthechecksumiscalculatedovertheentiremessage headeranddata 在ICMP中 检验和的计算覆盖了整个报文 首部和数据 ChecksumCalculation检验和的计算ChecksumTesting检验和的测试 Chapter09 ChecksumCalculation检验和的计算把检验和字段置0 计算所有16位字 首部和数据 之和 把得到的和求反码 得到检验和 把检验和存入检验和字段 ChecksumTesting检验和的测试计算所有16位字 首部和数据 之和 把得到的和求反码 若步骤2结果为0 则接收报文 否则 丢弃报文 Chapter09 Exampleofchecksumcalculation计算检验和的例子 Chapter09 9 6DEBUGGINGTOOLS WeintroducetwotoolsthatuseICMPfordebugging pingandtraceroute Thetopicsdiscussedinthissectioninclude PingTraceroute Chapter09 Weusethepingprogramtotesttheserverfhda edu Theresultisshownbelow Example2 SeeNextSlide pingfhda eduPINGfhda edu 153 18 8 1 56 84 bytesofdata 64bytesfromtiptoe fhda edu 153 18 8 1 icmp seq 0ttl 62time 1 91ms64bytesfromtiptoe fhda edu 153 18 8 1 icmp seq 1ttl 62time 2 04ms64bytesfromtiptoe fhda edu 153 18 8 1 icmp seq 2ttl 62time 1 90ms64bytesfromtiptoe fhda edu 153 18 8 1 icmp seq 3ttl 62time 1 97ms64bytesfromtiptoe fhda edu 153 18 8 1 icmp seq 4ttl 62time 1 93ms Chapter09 Example2 Continued 64bytesfromtiptoe fhda edu 153 18 8 1 icmp seq 5ttl 62time 2 00ms64bytesfromtiptoe fhda edu 153 18 8 1 icmp seq 6ttl 62time 1 94ms64bytesfromtiptoe fhda edu 153 18 8 1 icmp seq 7ttl 62time 1 94ms64bytesfromtiptoe fhda edu 153 18 8 1 icmp seq 8ttl 62time 1 97ms64bytesfromtiptoe fhda edu 153 18 8 1 icmp seq 9ttl 62time 1 89ms64bytesfromtiptoe fhda edu 153 18 8 1 icmp seq 10ttl 62time 1 98ms fhda edupingstatistics 11packetstransmitted 11received 0 packetloss time10103msrttmin avg max 1 899 1 955 2 041ms Chapter09 Forthethisexample mailserverisaliveandrunning Theresultisshownbelow Example3 PING 68 168 78 100 56 84 bytesofdata 68 168 78 100 icmp seq 0ttl 48time 85 4ms 68 168 78 100 icmp seq 1ttl 48time 84 6ms 68 168 78 100 icmp seq 2ttl 48time 84 9ms 68 168 78 100 icmp seq 3ttl 48time 84 3ms 68 168 78 100 icmp seq 4ttl 48time 84 5ms SeeNextSlide Chapter09 Example3 Continued 68 168 78 100 icmp seq 5ttl 48time 84 7ms 68 168 78 100 icmp seq 6ttl 48time 84 6ms 68 168 78 100 icmp seq 7ttl 48time 84 7ms 68 168 78 100 icmp seq 8ttl 48time 84 4ms 68 168 78 100 icmp seq 9ttl 48time 84 2ms 68 168 78 100 icmp seq 10ttl 48time 84 9ms 68 168 78 100 icmp seq 11ttl 48time 84 6ms 68 168 78 100 icmp seq 12ttl 48time 84 5ms pingstatistics 14packetstransmitted 13received 7 packetloss time13129msrttmin avg max mdev 84 207 84 694 85 469 Chapter09 Figure9 20Thetracerouteprogramoperation Chapter09 Weusethetracerouteprogramtofindtheroutefromthecomputervoyager deanza edutotheserverfhda edu Thefollowingshowstheresult Example4 SeeNextSlide traceroutefhda edutraceroutetofhda edu 153 18 8 1 30hopsmax 38bytepackets1Dcore fhda edu 153 18 31 254 0 995ms0 899ms0 878ms2Dbackup fhda edu 153 18 251 4 1 039ms1 064ms1 083ms3tiptoe fhda edu 153 18 8 1 1 797ms1 642ms1 757ms Chapter09 Theun numberedlineafterthecommandshowsthatthedestinationis153 18 8 1 TheTTLvalueis30hops Thepacketcontains38bytes 20bytesofIPheader 8bytesofUDPheader and10bytesofapplicationdata Theapplicationdataisusedbytraceroutetokeeptrackofthepackets Example4 Continued Thefirstlineshowsthefirstroutervisited TherouterisnamedDcore fhda eduwithIPaddress153 18 31 254 Thefirstroundtriptimewas0 995milliseconds thesecondwas0 899milliseconds andthethirdwas0 878milliseconds Thesecondlineshowsthesecondroutervisited TherouterisnamedDbackup fhda eduwithIPaddress153 18 251 4 Thethreeroundtriptimesarealsoshown Thethirdlineshowsthedestinationhost Weknowthatthisisthedestinationhostbecausetherearenomorelines Thedestinationhostistheserverfhda edu butitisnamedtiptoe fhda eduwiththeIPaddress153 18 8 1 Thethreeroundtriptimesarealsoshown Chapter09 Inthisexample wetracealongerroute Example5 13 1 64 93 30hopsmax 38bytepackets1Dcore fhda edu 153 18 31 254 0 622ms0 891ms0 875ms2Ddmz fhda edu 153 18 251 40 2 132ms2 266ms2 094ms 18alpha Xerox COM 13 1 64 93 11 172ms11 048ms10 922ms Herethereare17hopsbetweensourceanddestination Notethatsomeroundtriptimeslookunusual Itcouldbethatarouteristoobusytoprocessthepacketimmediately Chapter09 Aninterestingpointisthatahostcansendatraceroutepackettoitself Thiscanbedonebyspecifyingthehostasthedestination Thepacketgoestotheloopbackaddressasweexpect Example6 traceroutevoyager deanza edutraceroutetovoyager deanza edu 127 0 0 1 30hopsmax 38bytepackets1voyager 127 0 0 1 0 178ms0 086ms0 055ms Chapter09 Finally McGraw Hillserver Wenoticethatwecannotfindthewholeroute Whentraceroutedoesnotreceivearesponsewithin5seconds itprintsanasterisktosignifyaproblem