为了更有效地转发 IP 数据报和提高交付成功的机会

• 在网际层使用了网际控制报文协议 ICMP(Internet Control Message Protocol)。

主机或路由器使用 ICMP 来发送

• $差错报告报文$和
• $询问报文$。

$ICMP报文被封装在IP数据报$中发送。

---

ICMP 差错报告报文共有以下 $5$ 种

• 终点不可达、源点抑制、时间超过、参数问题、改变路由（重定向）

1、终点不可达

当路由器或主机不能交付数据报时，就向源点发送终点不可达报文。

具体可再根据 ICMP 的代码字段细分为

• 目的网络不可达、目的主机不可达、目的协议不可达、目的端口不可达、目的网络未知、目的主机未知

• 等 $13$ 种错误。

---

假设主机 H1 给 H2 发送 IP 数据报

H1 会将 IP 数据报发送给路由器 R1，由 R1 帮其转发

若 R1 的路由表中没有网络 N3 的路由记录、默认路由以及主机 H2 的特定主机路由

• 则 R1 就不知道如何转发该数据报，只能将其丢弃

• 并向发送该数据报的源主机 H1 发送 ICMP 差错报告报文（类型：终点不可达）

2、源点抑制

当路由器或主机由于拥塞而丢弃数据报时，就向源点发送源点抑制报文，使源点知道应当把数据报的发送速率放

慢。

---

假设主机 H1 给 H2 发送 IP 数据报

当该数据报传输到 R2 时，由于 R2 拥塞，也就是 R2 比较繁忙

• R2 根据自己的丢包策略丢弃了该数据报

• 并向发送该数据报的源主机 H1 发送 ICMP 差错报告报文（类型：源点抑制）

---

3、时间超过

当路由器收到一个目的 IP 地址不是自己的 IP 数据报，会将其生存时间 TTL 字段的值减 $1$。

若结果不为 $0$ ，则将该 IP 数据报转发出去;若结果为 $0$，除丢弃该 IP 数据报外，还要向源点发送时间超过报文。

---

---

另外，当终点在预先规定的时间内不能收到一个数据报的全部数据报片时，就把已收到的数据报片都丢弃

• 也会向源点发送时间超过报文。

4、参数问题

当路由器或目的主机收到 IP 数据报后，根据其首部中的检验和字段发现首部在传输过程中出现了误码，就丢弃该数据报，并向源点发送参数问题报文。

5、改变路由（重定向）

路由器把改变路由报文发送给主机，让主机知道下次应将数据报发送给另外的路由器（可通过更好的路由)。

---

假设我们给主机 H1 指定的默认网关是路由器 R1 ，则 H1 要发往网络 N2 的 IP 数据报都会传输给 R1 ，尤其帮忙转发

当 R1 发现 H1 发往 N2 的数据报的最佳路由是应当经过 R4 时

• 就用改变路由报文把这个情况告诉主机

于是，H1 就将自己的路由表种添加一个项目，到达 N2 应经过路由器 R4，而不是默认网关 R1

6、不应发送 ICMP 差错报告报文的情况

对 ICMP 差错报告报文不再发送 ICMP 差错报告报文

对第一个分片的数据报片的所有后续数据报片都不发送 ICMP 差错报告报文

对具有多播地址的数据报都不发送 ICMP 差错报告报文

对具有特殊地址（如$\mathrm{127.0.0.0}$ 或 $\mathrm{0.0.0.0}$）的数据报不发送 ICMP 差错报告报文

7、习题

答案 C

8、常见的 ICMP 询问报文(2 种)

8.1、回送请求和回答

ICMP 回送请求报文是由主机或路由器向一个特定的目的主机发出的询问。

收到此报文的主机必须给源主机或路由器发送 ICMP 回送回答报文。

这种询问报文用来$测试目的站是否可达$及了解其有关状态。

8.2、时间戳请求和回答

ICMP 时间戳请求报文是请某个主机或路由器回答当前的日期和时间。

在 ICMP 时间戳回答报文中有一个 $32$ 位的字段，其中写入的整数代表从$1900$ 年 $1$月 $1$ 日起到当前时刻一共有多少秒。

这种询问报文用来进行$时钟同步和测量时间$

9、ICMP 应用举例

9.1、分组网间探测 PING（Packet InterNet Groper）

用来测试主机或路由器间的连通性

应用层直接使用网际层的 ICMP （没有通过运输层的 TCP 或 UDP ）

使用 ICMP 回送请求和回答报文

例如：测试主机与百度网站服务器的连通性

9.2、跟踪路由 traceroute

用来测试 IP 数据报从源主机到达目的主机要经过哪些路由器

Windows 版本

• tracert 命令

• 应用层直接使用网际层 ICMP

• 使用了 ICMP 回送请求和回答报文以及差错报告报文

Unix 版本

• traceroute 命令

• 在运输层使用 UDP 协议

• 仅使用 ICMP 差错报告报文

9.2.1、实现原理

假设 H1 想要知道到达 H2 要经过哪些路由器

H1 就给 H2 发送 ICMP 回送请求报文

• 该报文被封装在 IP 数据报中

IP 数据报中首部生存字段 TTL 的值被设置为 $1$

该 IP 数据报到达 R1 后其生存时间减 $1$ 结果为 $0$

R1 丢弃该数据报。并向发送该数据报的源主机 H1 发送 ICMP 差错报告报文

• 类型：时间超过

---

H1 继续发送下一个封装有 ICMP 回送请求报文的 IP 数据报

• 其首部中生存时间字段 TTL 的值被设置为 $2$

…

---

H2 解析该 ICMP 回送包请求报文的 IP 数据报

• 发现其内部封装的时 ICMP 回送请求报文

10、小结