Протокол ICMP (Internet Control Message Protocol) — протокол межсетевых управляющих сообщений.
Протокол IP, который используется для передачи данных на сетевом уровне, обеспечивает сервис передачи данных без гарантии доставки. Если по пути передачи данных с пакетом что-то произойдет, то никаких действий не предпринимается, сообщения об ошибке не отправляются, попыток передать снова этот пакет не предпринимается.
Информация о возникающих ошибках в сети передается по протоколу ICMP. А также протокол ICMP может использоваться для диагностики работы в сети даже, когда в ней не возникают ошибки. Так как IP предоставляет сервис без гарантии доставки, то сообщение об ошибках ICMP не обязаны обрабатываться ни протоколом ICMP ни протоколом IP.
Формат заголовка ICMP
Рассмотрим формат пакета ICMP. Первое поле в заголовке тип сообщения. Оно говорит о том, что произошло в сети, какая ошибка или какое действие по диагностике пытаются выполнить.
Второе поле -код сообщения. В нем подробно описывается тип ошибки, её причина или диагностическое действие. Дальше идёт контрольная сумма, которая используется для проверки правильности доставки. Следующие 4 байта, служебная информация, которая зависит от типа и кода сообщения. В поле данных ICMP, как правило включается фрагмент пакета при передачи которого произошла ошибка.
Типы ICMP — сообщений
Самое важно в пакете ICMP это тип сообщений. Именно тип, говорит о том, что произошло в сети. Есть 2 вида ICMP сообщений. Первый вид это запрос-ответ.
- Например, тип 0 и тип 8 это эхо-ответ и эхо-запрос, которые используются для проверки доступности компьютера в сети.
- Тип 13 и 14 запрос и ответ отметки времени. Эти запросы используются для проверки быстродействия сети. Другой вид это сообщение без запроса.
- Тип 3 это сообщение об ошибке узел назначения недостижим.
- Тип 5 сообщение о новом маршруте, который позволяет быстрее попасть к необходимой сети.
- Тип 9 сообщение о маршрутизаторе. Маршрутизаторы в сети периодически рассылают такие сообщения, чтобы компьютеры, которые находятся в сети могли узнать, какие есть маршрутизаторы.
- Тип 10 запрос сообщения о маршрутизаторе, если компьютер только что подключился к сети, он может не дожидаться периодического сообщения от маршрутизаторов, отправить такой запрос и маршрутизатор сразу отправит ответ о себе.
- Сообщение с типом 11 используется если маршрутизатор отбросил пакет время жизни которого истекло, как правило такая ситуация возникает, если в сети появилась петля.
- Сообщение с типом 12 — проблемы с параметрами, говорит о том, что в заголовке IP какая-то ошибка и маршрутизатор не может отправить такой пакет.
Коды ICMP — сообщений
Следующее поле в заголовке ICMP это код сообщения. Ниже представлено несколько возможных кодов для типа сообщения 3 — узел назначения недостижим. Какие могут быть причины? Причины перечислены ниже на картинке.
Применение ICMP
Большая часть пакетов ICMP формируется и отправляется автоматически сетевым оборудованиям. Но некоторые типы сообщений формируются утилитами, которые применяются для диагностики сети. Рассмотрим утилиты ping и traceroute (в Windows tracert)
Утилита ping
Утилита ping используется, чтобы проверить доступность компьютера в сети. Возможно подключиться к этому компьютеру или нельзя. Ping использует это-протокол ICMP. Компьютер, который хочет проверить доступность другого, отправляет эхо-запрос (тип=8, код=0).
Компьютер, который получил такой запрос, в ответ отправляет эхо-ответ ICMP с типом 0, если эхо-ответ не пришел, значит установить с компьютером соединение по сети невозможно.
Пример использования утилиты ping для проверки возможности подключиться к сайту ВКонтакте. По умолчанию утилита ping запускает 4 эхо-запроса и для каждого эхо-запроса получен эхо-ответ. В ответе указывается некоторая диагностическая информация.
Утилита traceroute
Утилита traceroute позволяет определить маршрут от отправителя к получателю. Под маршрутом имеется в виду перечень всех маршрутизаторов через которые проходит пакет.
Пример работы утилиты traceroute ее windows вариант tracert для определения маршрута к сайту ВКонтакте.
Работа утилиты traceroute
Как утилита traceroute узнает маршрутизатор? Для этого утилита использует ICMP сообщения время жизни истекло. Чтобы этого достичь, сначала отправляется сообщение у которого время жизни установлено в единицу TTL=1.
Пакет доходит до первого маршрутизатора, маршрутизатор уменьшает время жизни TTL=0 и маршрутизатор отбрасывает пакет.
И генерирует сообщение об ошибке ICMP с типом 11, код 0 время жизни истекло. Утилита traceroute из заголовка IP пакета в которого вложен ICMP извлекает IP-адрес маршрутизатора.
На следующем этапе отправляется пакет с временем жизни равным двум TTL=2.
На первом маршрутизаторе время жизни уменьшается до единицы и пакет переходит на второй маршрутизатор.
Второй маршрутизатор снова уменьшает время на 1, время жизни становится нулем. Пакет отбрасывается и уже второй маршрутизатор отправляет сообщение время жизни истекло. Утилита traceroute извлекает адрес второго маршрутизатора из IP заголовка этого сообщения.
И так происходит до тех пор пока пакет не дойдет до узла назначения.
Заключение
Рассмотрели протокол ICMP протокол межсетевых управляющих сообщений. Протокол ICMP используется для сообщения об ошибках, которые происходят в сети и для тестирования работоспособности сети.
