差错与控制报文协议.ppt

第6章差错与控制报文协议 6 1因特网控制报文协议6 2ICMP报文格式与类型6 3ICMP差错报告6 4ICMP控制报文6 5ICMP请求与应答报文对6 6ICMP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是用于IP层的差错报告 由路由器或信宿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 ICMP报文是封装在IP数据报的数据部分进行传输的 6 2ICMP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报文可以分为三大类 差错报告 控制报文和请求应答报文 6 3ICMP差错报告 ICMP差错报告的数据区 出错数据报的首部及该数据报的前64位数据 这些信息有助于信源或管理人员发现错误原因 ICMP差错报告具有以下特点 1 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 2 发现出错的设备只向信源报告差错 3 差错报告作为一般数据传输 不享受特别优先权和可靠性 4 产生ICMP差错报告的同时 会丢弃出错的IP数据报 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和端口提交数据报时 信宿不可达报文可能由路由器产生 也可能由信宿机产生 产生信宿不可达报文的原因的16种可能 6 3 2数据报超时报告 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 信宿就会丢弃数据报 产生一个ICMP数据报超时报告 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 Traceroute Windows系统 tracert ICMP超时报文 IP首部的TTL 1 发送IP数据报 TTL 1 记录第一个路由器 2 发送IP数据报 TTL 2 记录第二个路由器 问题 如何判断何时到达目的主机 利用端口不可达报文 源端发送的IP报文封装了UDP报文 其端口为65535 6 3 3数据报参数错报告 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 形成ICMP差错报告时有以下例外 1 ICMP差错报文本身不会再产生ICMP差错报告 2 分片报文的非第一个分片不会产生ICMP差错报告 3 组播地址报文不会产生ICMP差错报告 4 特殊地址127 0 0 0和0 0 0 0的报文不会产生ICMP差错报告 6 4ICMP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 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出数据报的速率 源抑制报文的格式如图所示 源抑制包括三个阶段 发现拥塞阶段 解决拥塞阶段和恢复阶段 发现拥塞阶段 路由器发现拥塞 按一定策略向某些源站发出源站抑站报文解决拥塞阶段 源站收到源抑制报文后 按一定速率降低发往某信宿的数据报的速率恢复阶段 在一定时间间隔内若无源抑制报文到达 则源站认为拥塞解除 逐渐提高发送速率 在拥塞控制中以下几点值得关注 1 对于每个因拥塞而丢弃的数据报都产生ICMP源抑制报文 2 拥塞的解除由信源依据是否有进一步的源抑制报文到达来进行判断 3 拥塞可能是由多个源共同行为的结果 由于各个信源的发送速率相差较大 源抑制的效果未必很好 6 4 2重定向报文 路由器上的路由表通过路由协议进行更新 可以及时地反映网络结构的变化 主机中的路由表不能通过路由协议进行更新 但主机所在的网络可能和多个路由器相连 在发送信息时也要根据其路由表来选择下一跳路由器 为了解决主机路由表的刷新问题 ICMP提供了重定向机制 主机开机后在ICMP重定向机制的作用下 经过不断积累逐渐充实和完善其路由表 6 5ICMP请求与应答报文对 通过ICMP请求与应答报文对 网络管理人员 用户或应用程序可以对网络进行检测 了解 设备的可达性地址掩码的设置时钟的同步等情况目的是利用这些有用的信息 对网络进行故障诊断和控制 ICMP请求与应答报文对如表所示 6 5 1回应请求与应答报文 回应请求与应答报文的目的是对网络进行诊断和测试 TCP IP网络系统所提供的ping命令大多是利用ICMP回应请求与应答报文来实现的 该命令通常用于测试信宿的可到达性 ICMP回应请求与应答报文的格式如图所示 类型 8 表明是回应请求报文类型 0 表明是回应应答报文 6 5 2时间戳请求与应答报文 因特网中的各个主机和路由器都是独立运行的 因此在时钟上存在着较大的差异 而一些分布式应用系统要求各个设备的时钟是同步的 ICMP时间戳请求与应答报文就是用于设备间进行时钟同步的报文对 基本思路是请求方主机通过获取另一主机的时间戳信息 将该信息和请求方主机的时间戳信息进行比较后 估算两者的时钟差异 首先计算往返时间 往返时间 t当前 t初始 t发送 t接收 然后估算时钟差 时钟差 t接收 t初始 1 2往返时间 一个时钟同步的例子 主机A发出时间戳请求时的初始时间戳为1000毫秒 主机B收到请求时的接收时间戳是1055毫秒 主机B给出应答时的发送时间戳是1057毫秒 主机A收到应答时的时间为1030毫秒 主机A可以根据这些时间戳计算出两台主机间的时间差 往返时间 t当前 t初始 t发送 t接收 1030 1000 1057 1055 28 毫秒 单程时延 28 2 14 毫秒 时间差 t接收 t初始 单程时延 1055 1000 14 41 毫秒 由上面的计算可知 主机B的时钟比主机A的时钟快了41毫秒 6 5 3地址掩码请求与应答报文 地址掩码请求与应答报文使得一台主机可以获得另一台主机或路由器的子网掩码 6 5 4路由器请求与通告报文 利用ICMP路由器请求和通告报文来获得路由器的IP地址 是主机初始化路由表的一种方法通过路由器请求和通告报文还可以知道路由器是否处于活动状态 ICMP路由器请求报文和路由器通告报文的格式如图 6 6ICMP报文封装 向下 ICMP协议接受来自上层的请求 将请求转变为ICMP报文 然后将报文封装在IP数据报中进行发送 包含ICMP报文的IP数据报首部的协议字段为 1 向上 IP软件一旦接收到差错或控制报文 立即交给ICMP模块进行处理 ICMP模块可以形成应答报文 也可以交给上层的应用程序或协议去处理 习题1 回应请求和回送应答的目的是 A 报告差错B 检验节点到节点的通信C 检验分组寿命D 寻找IP地址2 在差错报告中 被封装的ICMP分组送到 A 发送站B 接收站C 某个路由器D 以上的任何一个3 当跳数字段变到零而目的端尚未到达时 就要发送出 差错报文 A 目的端不可达B 超时C 参数问题D 改变路由4 当报文的所有分片在指定时间不能到达时 就要发送出 差错报文 A 源端抑制B 超时C 参数问题D 时间戳请求 5 若路由器R因为拥塞丢弃IP分组 则此时R可向发出该IP分组的源主机发送的ICMP报文件的类型是 A 路由重定向B 目的不可达C 源抑制D 超时6 在什么情况下主机决不会收到重定向报文 7 谁可以发送ICMP差错报告报文