报文分为首部和数据区两大部分。其中：
* 类型：一个字节，表示ICMP 消息的类型，内容参见表5； * 代码：一个字节，用于进一步区分某种类型的几种不同情况； * 校验和：两个字节，提供对整个ICMP 报文的校验和；
（2）ICMP 的报文类型
ICMP 报文的种类可以分为ICMP 差错报告报文和ICMP 询问报文两种，表5 列出了已定义的几种ICMP 消息。
表5 ICMP 消息及类型码 类型的值 0 3 4 5 8 9 10 11 ICMP 消息类型 回送(Echo)应答 目的站点不可达 源站点抑制(Source quench) 路由重定向(Redirect) 回送请求 路由器询问 路由器通告 超时报告 类型的值 12 13 14 15 16 17 18 ICMP 消息类型 参数出错报告 时间戳(Timestamp)请求 时间戳(Timestamp)应答 信息请求 信息应答 地址掩码(Address mask)请求 地址掩码(Address mask) 应答 其中差错报告报文主要有目的站点不可达、源站点抑制、超时、参数问题和路由重定向 5 种；ICMP 询问报文有回送请求和应答、时间戳请求和应答、地址掩码请求和应答以及路由 器询问和通告4 种。
（3）ICMP 常见的消息类型
下面介绍几种常用的ICMP 消息类型。 * 目的站点不可达（3）
产生 “目的站点不可达”的原因有多种。在路由器不知道如何到达目的网络、数据报指 定的源路由不稳定、路由器必须将一个设置了不可分段标志的数据报分段等情况下，路由器 都会返回此消息。如果由于指明的协议模块或进程端口未被激活而导致目的主机的IP 不能传送数据报，这时目的主机也会向源主机发送 “目的站点不可达”的消息。 为了进一步区分同一类型信息中的几种不同情况，在ICMP 报文格式中引入了代码字段， 该类型常见信息代码及其意义如下：
表6 ICMP 类型3 的常见代码 代码 描述 处理 0 网络不可达； 无路由到达主机 2 协议不可用； 连接被拒绝 4 需分段但DF 值为 0； 报文太长
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代码 描述 处理 1 主机不可达； 无路由到达主机 3 端口不可达； 连接被拒绝 5 源路由失败； 无路由到达主机 * 源站点抑制 （4）
此消息类型提供了流控制的一种基本形式。当数据报到达得太快，路由器或主机来不及 处理时，这些数据报就必须被丢弃。丢弃数据报的计算机就会发一条“源站点抑制”的ICMP 报文。“源站点抑制”消息的接收者就会降低向该消息发送站点发送数据报的速度。 * 回送请求 （8）和回送应答 （0）
这两种ICMP 消息提供了一种用于确定两台计算机之间是否可以进行通信的机制。当一 个主机或路由器向一个特定的目的主机发出ICMP 回送请求报文时，该报文的接收者应当向 源主机发送ICMP 回送应答报文。
* 时间戳请求 （15）和时间戳应答 （16）
这两种消息提供了一种对网络延迟进行取样的机制。时间戳请求的发送者在其报文的信 息字段中写入发送消息的时间。接收者在发送时间戳之后添加一个接收时间戳，并作为时间 戳应答消息报文返回。
* 地址掩码请求 （17）和地址掩码应答 （18）
主机可以用 “地址掩码请求”消息来查找其所连接网络的子网掩码。主机在网络上广播 请求，并等待路由器的包含子网掩码的 “地址掩码应答”消息报文的到来。 * 超时报告 （11）
当一个数据报的TTL 值到达 0 时，路由器将会给源主机发送超时报文。
2．基于ICMP 的应用程序
目前网络中常用的基于ICMP 的应用程序主要有ping 命令和tracert 命令。 （1）ping 命令
Ping 命令是调试网络常用的工具之一。它通过发出ICMP Echo 请求报文并监听其回应来检测网络的连通性。图21 显示了Ethereal 捕获的ICMP Echo 请求报文和应答报文。
图21 ICMP Echo 请求报文和应答报文
Ping 命令只有在安装了TCP/IP 协议之后才可以使用，其命令格式如下：
ping [-t] [-a] [-n count] [-l size] [-f] [-i TTL] [-v TOS] [-r count] [-s count] [[-j host-list] | [-k host-list]] [-w timeout] target_name
这里对实验中可能用到的参数解释如下：
* -t ：用户所在主机不断向目标主机发送回送请求报文，直到用户中断；
* -n count：指定要Ping 多少次，具体次数由后面的count 来指定 ，缺省值为4； * -l size：指定发送到目标主机的数据包的大小 ，默认为32字节，最大值是65,527； * -w timeout：指定超时间隔，单位为毫秒；
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* target_name：指定要 ping 的远程计算机。
（2）Traceroute 命令
Traceroute 命令用来获得从本地计算机到目的主机的路径信息。在MS Windows中该命 令为Tracert，而UNIX 系统中为Traceroute。
Tracert 先发送 TTL 为 1 的回显请求报文，并在随后的每次发送过程将TTL 递增 1，直到目标响应或 TTL 达到最大值，从而确定路由。它所返回的信息要比ping 命令详细得多， 它把您送出的到某一站点的请求包，所走的全部路由均告诉您，并且告诉您通过该路由的IP 是多少，通过该IP 的时延是多少。
Tracert 命令同样要在安装了TCP/IP 协议之后才可以使用，其命令格式为：
tracert [-d] [-h maximum_hops] [-j computer-list] [-w timeout] target_name 参数含义为：
* -d：不解析目标主机的名称；
* -h：指定搜索到目标地址的最大跳跃数； * -j：按照主机列表中的地址释放源路由；
* -w：指定超时时间间隔，程序默认的时间单位是毫秒。
3．实验环境与说明 （1）实验目的
掌握ping 和tracert 命令的使用方法，了解ICMP 协议报文类型及其作用。 执行ping 和tracert 命令，分别截获报文，分析截获的ICMP 报文类型和ICMP 报文格式，理解ICMP 协议的作用。 （2）实验设备和连接
实验设备和连接图如图22 所示建立连接图。
图22 ICMP 协议分析实验连接图 4．实验步骤
步骤1：按照如图22 所示连接好设备；
步骤2：完成路由器和PC1、PC2 的相关配置；
步骤3：分别在PC1 和PC2 上运行 Ethereal，开始截获报文，为了只截获和实验内容有关的报文，将Ethereal 的Captrue Filter 设置为 “No Broadcast and no Multicast ”； 步骤4：在PC1上以PC2 为目标主机，在命令行窗口执行Ping 命令；
步骤 5：停止截获报文，将截获的结果保存为 ICMP-1-学号，分析截获的结果，回答下 列问题：
截获的结果如下：
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分析截获的ICMP 报文，查看表7 中要求的字段值，填入表中。
表7 ICMP 报文分析
ICMP 报文格式 报文号 1 2
源IP 1.1.1.1 1.1.1.2 目标IP 1.1.1.2 1.1.1.1 类型 8 0 代码 08 00 标识 b137 b137 序列号 3 3 2. IP 协议分析实验
1． IP 协议介绍
（1）IP 地址的编址方法
IP 地址是为每个连接在互联网上的主机分配的唯一识别的 32 位标识符。IP 地址的编址方法共经历了三个阶段： * 分类的IP 地址
这是一种基于分类的两级IP 地址编址的方法。 表8 IP 地址的分类 IP 地址 类型 A 类 第一字节 十进制范围 1-126 二进制 固定最高位 0 二进制 网络位 8 位 二进制 主机位 24 位 9
B 类 C 类 D 类 E 类 128 －191 192 －223 224 －239 240 －254 10 110 1110 1111 16 位 24 位 16 位 8 位 组播地址 保留试验使用
如表8 所示，IP 地址分为A，B，C，D，E 五类，其中A、B、C 类地址为可分配主机 地址，而D 类地址为组播地址，E 类地址保留以备将来的特殊使用。IP 地址采用点分十进制方式记录，每个地址表被视为4 个以点分隔开的十进制整数，每个整数对应一个字节。 A、B、C 三类地址由两部分组成：网络地址和主机地址，这三类地址的网络地址部分的 长度不一样。每个A 类地址的网络中可以有 1600 万台主机；每个B 类地址的网络中可以有 65534 台主机；每个C 类地址的网络中可以有254 台主机。 * 划分子网的IP 地址
子网就是将一个A 类、B 类或 C 类网络分割成许多小的网络，每一个小的网络就称为子网。划分子网采用 “网络号”＋“子网号”＋“主机号”三级编址的方法。在划分了子网的网络地址中，子网掩码用于确定网络地址。
子网掩码是一个和IP 地址对应的 32 位二进制数。子网掩码中与IP 地址的网络地址对应的部分为 1，与主机地址对应的部分为0。这样把网络接口的IP 地址与该接口上的掩码相与就得到该接口所在网络的网络地址，而把该IP 地址与掩码的反码相与则可得到主机地址。 * 无分类域间路由选择CIDR
无分类域间路由选择CIDR 是根据划分子网阶段的问题提出的编址方法。IP 地址采用“网络前缀”＋“主机号”的编址方式。目前CIDR 是应用最广泛的编址方法，它消除了传统的A、B、C 类地址和划分子网的概念，提高了IP 地址资源的利用率，并使得路由聚合的实现成为可能。
（2）IP 报文格式
IP 报文由报头和数据两部分组成，如图23 所示：
图23 IP 报文格式
其中主要字段的意义和功能如下：
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