TCP/IP IP差错控制协议

发表于2020-07-03更新于2020-07-22阅读次数

IP差错控制协议

ICMP-因特网控制报文协议
差错控制，是IP的补充

ICMP传输方法

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通过IP来发送，封装在IP的数据区
发送的信息包括一些差错和控制信息

ICMP提供的功能

  • 属于报错的功能，只进行报错不进行纠错
  • 只将差错报告给原始的发送者（源节点）

ICMP报文传输

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ICMP封装在IP数据区，但只是IP的补充非IP的上层协议
对ICMP报文的错误不再产生ICMP报文
	
IPv4：IP首部protocol字段，ICMP在其中占据了一个位置 |value -> 1|
IPv6：NEXT HEADER  |value -> 58|

ICMP报文格式

  • TYPE ：8bit ，报文的大的类别
  • CODE ：8bit ，大类中的子类 (若没有子类，则为0）
  • CHECKSUM ：16bit ，校验和 （算法与IP的首部校验和算法相同，求16位整数序列反码和的反码）

IPv4和IPv6的ICMP报文类型：

  • v6中包含很多简化的工作，（取消v4中的一些类型
          MLD ： 组管理协议 -> 对应v4中的IGMP
  • v4中的常用类型：
          0 echo (request reply)
      3 目标不可达
      11 time Execced 超时
  （在v6中，很多都借用了ICMP的类型）

一些ICMP报文

  • ICMPv4报文类型

ICMPv4

  • ICMPv6报文类型

ICMPv6

Echo

(ping命令：测试IP地址是否响应和可达)
(ping中的ICMP -> echo request , echo reply)
(不同OS对ping的实现有差异)

Echo报文格式

Echo报文格式

  • Type
    IPv4
    8：请求 Echo request
0：响应 Echo response
    IPv6
    128：请求
129：响应
  • Code：可指定数据
  • Id，Seq：
    目标用于信息匹配的字段
    -> 与源站请求的一致，则匹配进行响应
  • Checksum (16bit)：

IPv4：仅仅计算ICMP报文本身进行校验和计算（首部+携带的数据
IPv6：还需要加入一个 “伪首部(pseudo-header)”进行计算 （为了统一 TCP，UDP

IPv6伪首部格式：

IPv6伪首部格式

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伪头部：
	源地址IP
	目的地址IP
	报文长度（首部+数据   TCP,UDP,ICMP...
	上层的协议号（对v6而言：nextheader字段，对v4而言：protocol字段）
	32位长度，不足用0填充
		TCP 7
		UDP 19
		ICMPv4-17  ICMPv6-58
			
	使用伪首部的目的：
	1 要与UDP和TCP校验和的算法表示一致
	2 区分通信双方以及双方通信所使用的协议
  • Optional Data：
    所带数据长度是可变长度，用于给网络管理员测试

目标不可达

报文格式

DU报文格式

  • type
    IPv4:16种
    IPv6：8种

  • code

    DU报文类型

  • checksum

// 未使用的保留0
// 出问题的IPv6报文的前缀部分：首部头+前64bit(IPv4) ICMPv6的最大长度

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Source Quench 报文

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拥塞控制相关

Redirect 重定向

  • 发生背景：在通信时，路由器发现有另一条更优的路径，则会通知源端可以下一次路由走更优的一跳，发送一个 redirect ICMP报文

  • 缺点：不能结局所有的路由问题，因为ICMP报文只会发送给源端

  • ICMP重定向报文格式

    ICMP重定向报文格式

  • IPv6重定向报文格式

    IPv6重定向报文格式

Time Exceeded 超时

问题背景：

通信中可能出现路由环路，生命期或跳数耗尽，丢弃报文向源端发送超时报文

报文格式

ICMP超时报文格式

  • Type:
    IPv4 :11
    IPv6 :3
  • Code:
    0: 到达生命期
    1: 碎片重装超时

Parameter Problem 参数问题

  • IPv4：
    IPv4参数错误报文
  • IPv6：
    IPv6参数错误报文

例如：取值超范围，不可辨认下一个头部……

Timestamp Request 时间戳 （request reply）

用于主机间的时钟同步 (IPv4)

ICMP时间戳报文

1 源时间戳 (发送请求的站点填入)
2 接收时间戳 （接收者填入）
3 传输时间戳 （接收者填入）
（2,3 基本一致， 差异主要在1之间，还要将往返时间包括进去）

参考资料：

  • INTERNETWORKING WITH TCP/IP PRINCIPLES, PROTOCOLS, AND ARCHITECTURE Vol1 (6th Edition). DOUGLASE E. COMER