TCPIP详解-卷一-协议-72Ping程序

1、7.2ping 程序我们称发送回显请求的ping程序为客户，而称被ping的主机为服务器。人多数的tcp/ip实现都在内核屮 直接支持ping服务器一这种服务器不是-个用八进程（在笫6章中描述的两种1cmp查询服务，地址掩码和 时间戳请求，也都是肓接在内核屮进行处理的）。icmp回显请求和回显应答报文如图7-1所示。3115 16图7-1 icmp回显请求和回显应答报文格式zhjudlrmiini亠 0对于其他类型的icmp查询报文，服务器必须响应标识符和序列号字段。另外，客户发送的选项数据必须回 显，假设客户对这些信息都会感兴趣。unix系统在实现ping程序时是把icmp报文中的标识符字段

2、置成发送进程的1d号。这样即使在同一台主机 上同时运行了多个ping程序实例，ping程序也可以识别出返回的信息。序列号从0开始，每发送一次新的回显请求就加1。ping程序打印岀返回的每个分组的序列号，允许我们 查看是否有分组丢失、失序或重复。ip是一种最好的数据报传递服务，因此这三个条件都有可能发主。旧版本的ping程序曾经以这种模式运行，即每秒发送一个回显请求，并打印出返回的每个冋显应答。但是， 新版本的实现需要加上s选项才能以这种模式运行。默认情况下，新版木的ping程序只发送一个回显请求。 如果收到回显应答,则输出"hostisalive"；否则,在20秒内没冇收到

3、应答就输ih'noanswcr （没冇回答）”。7.2.1 lan 输出在局域网上运行ping程序的结果输出一般冇如下格式:bad! % piag »vx4ping(140.252.13«34): 56 data bytes64 brtea64 bytm6464644464byteabytes byte* bytesfrom 140.252.13.94: frcn frtn fronfron fran fraa140.252.13.34:140.252.13.34:140.252.13.34:140.252.13.34:140.252.13.34:140.252&l

4、t;13.34:bytea frca 140.252.13.34:l? ttl"255 tinsh) ns l3 ttl55 timm) na l* ttl-255 tiim 0 mol tt 1*255* tdisd m l6 ttl-255 timn 0 ns r? ttl55 tim-0 ns ®vr4 ping statlstlcb 8 packote tranamittd, 8 packets rocalz, 0* packet loss ronmd-trlp nln/avr/aax 0/0/0 ma当返回icmp回显应答吋，要打印出序列号和ttl,并计算往返吋间

5、（ttl位于ip首部中的牛存吋间字段。 当前的bsd系统中的ping程序每次收到回显应答时都打印出收到的ttl 一有些系统并不这样做。我们将在第8章屮通过traceroute程序来介绍ttl的用法）。从上而的输出中可以看出，回显应答是以发送的次序返回的（0, 1, 2等）。ping程序通过在icmp报文数据中存放发送请求的时间值來计算往返时间。当应答返回时，用当前时间减去 存放在icmp报文屮的时间值，即是往返时间。注意，在发送端bsdi上，往返时间的计算结果都为（）ms。 这是因为程序使用的计时器分辨率低的原因。bsd/386版本094系统只能提供10ms级的计吋器（在附录b 中冇更详细的介

6、绍）。在后面的章节中，当我们在具有较高分辨率计时器的系统上（sun）查看tcpdump输 岀吋会发现，icmp回显请求和回显应答的吋间差在4ms以下。输出的第一行包括目的主机的ip地址，尽管指定的是它的名字（svr4）o这说明名字已经经过解析器被转 换成ip地址了。我们将在第14章介绍解析器和dns。现在，我们发现，如來敲入ping命令，儿秒钟过后会在第1行打印岀ip地址，dns就是利川这段时间來确定主机名所对应的ip地址。 本例中的tcpdump输出如图7-2所示。从发送回显请求到收到回显应答，吋间间隔始终为3.7ms。还可以看到，回显请求人约何隔1秒钟发送一次。 通常，第1个往返时间值要比

7、其他的大。这是由于冃的端的硬件地址不在arp高速缓存中10.0bfidl10.dd373j(0-d037!8vt43us36v«59.3943)bad!41.001?«?to.oos?)«mr<51537818b«ii62.001542<qxqq31)ve472.937510b9dls3.001311fn.g©37>vri?3x327335b«d±w4.001115(c-0037)1zw.337201bsdiz25-0009(14(.0037)235.33ss77bsdi14.000706rn.nni?)话

8、6.9967642461)badi167.d0c47s> svr4:oclw> bsdi; leap: echo- zvplr> «vt4:人f 3a zoqamt> badi! iaap: 00 zwlv> ®vr4： 1<3k>: echo recnimt> b»di: lav>: .oho sobply> arr4; 1cid): echo xmoabt> bedik loops «dao> btt4: leap: echo> bad±: i(3p： echo

9、xwply> arr4:ocoinkrnst> kibdxt 込叵：echo zoply > svr4: icas .echo, zeqaest> badl: lc«: ecdio reply> svr4： lav:> h«di? lam: eaho zvplr图7-2在lan上运行ping程序的结果的缘故。止如我们在第4章中看到的那样，在发送第一个回显请求之前要发送一个arp请求并接收arp应 答，这需要花费儿毫秒的吋间。下而的例子说明了这一点：oun % axp -a tm % plug svr4pik svr4: 56 data b

10、ytes64 bytes64 bytes64 byta*64 bytea *?fcon sv£< fron svr4 froa «vz4 fron svr4(140.252.13.34): ianp_se<0< (140.252.13.34): lcnpq-l (140>252.13.34): laibp_seq-i2 (ko.232.1334) t leap二q-3.p1bc 8tatl«tlc4time-7. as time-4. na time«4. ns tine-4. as4 p&cketa tranamitta

11、d, 4 packets received 0% p&qket loss round-trip (na) 4/4/7第1个rtt小多出的3ms很可能就是因为发送arp请求和接收arp应答所花费的吋间。这个例子运行在sun主机上，它提供的是具有微秒级分辨率的计时器，但是ping程序只能打印岀毫秒级 的往返吋间。在前面运行于bsd/3860.9.4版上的例子中，打卬出来的往返吋间值为0ms,这是因为计吋器只 能提供10ms的谋羌。下面的例子是bsd/3861.0版的输出，它提供的计时器也具有微秒级的分辨率，因此, ping程序的输出结果也具有较高的分辨率。bfldl % piaff

12、71;rr4ring "4 (140.252.13.30： 56 data byteabyteo fron 140252.13.34: lcap_8g0 tt1-255 tinm-9.304 sb bftoo froi 140»252«13»34: l<ap_ael ttl"255 tias.089 sa g4 bytes frat 14q.252.13.34： i<3/jse2 ttl-255aa64 bytm fron 140<252«13«34: 土ttlr255 tlm-6.09$ nfl bvt4

13、 ping flrtatifttlcs *cr«nwiitteri> 4 p»gketd jrecvlwd, ot padeec xo88round-trip nin/avg/nax 6«079/6*080/9.304 ns722wan输出在一个广域网上，结果会冇很大的不同。下血的例子是在某个工作日的卞午即internet具冇止常通信量时的运 行结果：64 bytes froa 64 bytes treat $4 fron m bytea fron 64 bytes fron 64 btm fren 64 bytes froa 64 byttt freu56

14、 dat*(i2b>32.130.2): (12b.32.130.2)i (128.32«130.2m (128.32.130.2): (128.32.130.2):tlim*660< ns tial780. na tibv-380. aa time-«420. » tlse-390. as(120.32.1302) s i<ni>_srl4.七ijdiio. na(12b.32.130.2> : icogpb«rl5 tiis-170. ns (128.32.130.2) : icfl|pasqrl6. tlae>1

15、00. nsvangobh>cs«bezidblcy.£mr pwra btatiotxcb17 packets transnittedr 8 pasloeta rsceivedl 52t packet lo»# round-trip (na) nin/*vg/»ax 二 10q/501/1780这里，序列号为1、2、3、4、6、1（）、11、12和13的回显请求或回显应答在某个地方丢失了。另外，我们注 意到往返时间发生了很人的变化（像52%这样高的分组丢失率是不正常的。即便是在工作tl的下午，对于internet来说也是不正常的）。通过广域网还有

16、可能看到重复的分组（即相同序列号的分组被打印两次或更多次），失序的分组（序列号为 n+1的分组在序列号为n的分组z前被打印）。7.2.3线路slip链接让我们再来看看slip链路上的往返吋间，因为它们经常运行于低速的界步方式，如9600b/s或更低。回想我 们在2.10节计算的串行线路吞吐量。针对这个例了，我们把主机bsdi和slip z间的slip链路传输速率 设置为1200b/so下面我们可以来估计往返时间。首先，从前面的ping程序输出例了中可以注意到，默认情况下发送的icmp 报文有56个字节。再加上20个字节的ip首部和8个字节的icmp首部，ip数据报的总长度为84字节（我们 可以

17、运行tcpdumpe命令查看以太网数据帧来验证这一点）。另外，从2.4节可以知道，至少要增加两个额 外的字节：在数据报的开始和结尾加上end字符。此外，slip帧还有可能再增加一些字节，但这取决于数 据报中每个字节的值。对于1200b/s这个速率来说，由于每个字节含冇8bit数据、ibit起始位和lbit结束位, 因此传输速率是每秒120个字节，或者说每个字节&33ms。所以我们可以估计需要1433 （86x8.33x2） ms （乘 2是因为我们计算的是往返时间）o下面的输出证实了我们的计算：ping56 data bytes64 bytes frou slip <140.25

18、2.13.65） i icnmumct=：o? tuvlisg. n64 bytea iron slip 140.252.iss5） ? ia?d_beg=lm64 ivtes frott blip （1«u.252.13,65） r"64 bytes frai blip （140252.13.65）:丄 ti«=1480. »9llp ping statlaticb5 packet* transaittad 4 packete rwewivadj 20% p*cmt !<» renmdtrip （ms） mln/avff/vax 148

19、0/14b0/14b0（対于svr4來说，如果每秒钟发送一次请求则必须带s选项）。往返时间人约是1.5秒，但是程序仍然 每间隔1秒钟发送一次1cmp回显请求。这说明在笫1个回显应答返回之前（1.480秒时刻）就已经发送了两次冋显请求（分别在（）秒和1秒时刻）。这就是为什么总结行指出丢失了一个 分组。实际上分组并未丢失，很可能仍然在返回的途中。我们在第8章讨论traceroute程序时将冋头再讨论这种低速的slip链路。724拨号slip链路对于拔号slip链路来说，情况有些变化，因为在链路的两端增加了调制解调器。用在sun和netb系统之间的调制解调器提供的是v.32调制方式（9600b/s）

20、、v.42错误控制方式（也称作lap-m）以及v.42bis数据压缩方式。这表明我们针对线路链路参数进行的简单计算不再准确了。 很多因素都有可能影响。调制解调器带來了时延。随着数据的压缩，分组长度可能会减小，但是山于使用了 错误控制协议，分组长度又可能会增加。另外，接收端的调制解调器只能在验证了循环检验字符（检验和） 示才能釋放收到的数据。最后，我们还要处理每一端的计算机界步串行接口，许多操作系统只能在周定的时 间间隔内，或者收到若干字符后才去读这些接口。作为一个例子，我们在sun主机± ping主机gemini,输出结果如下: mm pim geodni： 56 data bytea64646464646464646464(l«u.25s«lail) s (140w252al<ll)s(140.25a<l.uh(140.252.1.11) ; (14u.25