隨著本講座開(kāi)始接觸涉及路由層，我們必須暫時(shí)停一下。我們需要關(guān)注一下最容易誤解的協(xié)議:ICMP(互聯(lián)網(wǎng)控制消息協(xié)議 )。經(jīng)理人和網(wǎng)絡(luò)管理員如果計(jì)劃制定防火墻決策就要了解ICMP協(xié)議的真正用途，而且網(wǎng)絡(luò)管理員要能夠使用ICMP協(xié)議的知識(shí)全面理解路由問(wèn)題。
既然IP網(wǎng)絡(luò)不可靠并且不能保證信息傳遞，因此當(dāng)發(fā)生問(wèn)題時(shí)通知發(fā)送人是很重要的。ICMP協(xié)議是一種提供有關(guān)阻止數(shù)據(jù)包傳遞的網(wǎng)絡(luò)故障問(wèn)題反饋信息的機(jī)制。 它讓TCP等上層協(xié)議能夠意識(shí)到數(shù)據(jù)包沒(méi)有送達(dá)目的地，ICMP協(xié)議提供一種查出災(zāi)難性問(wèn)題的方法。這些災(zāi)難性的問(wèn)題包括“TTL exceeded”(超過(guò)生存時(shí)間)和“需要分更多的數(shù)據(jù)段”等。ICMP協(xié)議不報(bào)告IP校驗(yàn)失敗等常見(jiàn)的問(wèn)題。這是因?yàn)槲覀兗俣═CP或者其它可靠的協(xié)議能夠處理這類(lèi)數(shù)據(jù)包損壞的問(wèn)題。而且，如果我們使用UDP等不可靠的協(xié)議，我們就不應(yīng)理會(huì)較小數(shù)量的數(shù)據(jù)損失。
反之，網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題需要立即報(bào)告。例如，如果IP TTL值(IP生存時(shí)間)將達(dá)到零，這就可能是網(wǎng)絡(luò)的某個(gè)部分發(fā)生了路由環(huán)路問(wèn)題，這樣將沒(méi)有任何數(shù)據(jù)包能發(fā)送到目的地。端點(diǎn)系統(tǒng)需要了解這些類(lèi)型的故障。ICMP是一種發(fā)送各種消息報(bào)告網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的協(xié)議，而非僅僅是簡(jiǎn)單的ping(聯(lián)通性測(cè)試程序)?；貞?yīng)請(qǐng)求（echo request）僅是ICMP協(xié)議提供的眾多消息之一。Ping信息可以被過(guò)濾掉。但是，大多數(shù)ICMP消息類(lèi)型是IP、TCP和其它協(xié)議正常運(yùn)行所需要的。永遠(yuǎn)不要相信ICMP協(xié)議是邪惡的并且簡(jiǎn)單的封鎖這個(gè)協(xié)議。
ICMP協(xié)議本身非常復(fù)雜。每一種類(lèi)型的ICMP消息也稱(chēng)“主要類(lèi)型（major type）”擁有自己的“子類(lèi)型編碼（minor codes）”。ICMP協(xié)議工作在第3層，因此，它能夠在互聯(lián)網(wǎng)上路由。一個(gè)ICMP數(shù)據(jù)包實(shí)際上就是一個(gè)IP數(shù)據(jù)部分包含ICMP協(xié)議數(shù)據(jù)的IP數(shù)據(jù)包。每一個(gè)ICMP消息都將包含引發(fā)這條ICMP消息的數(shù)據(jù)包的完全I(xiàn)P包頭，這樣，端點(diǎn)系統(tǒng)就會(huì)知道實(shí)際上哪一個(gè)數(shù)據(jù)包沒(méi)有發(fā)送到目的地。另外引發(fā)此ICMP消息的數(shù)據(jù)包的前8個(gè)字節(jié)也將包括在內(nèi)，這通常是TCP或者UDP包頭。
簡(jiǎn)略的說(shuō)，ICMP協(xié)議消息包含永遠(yuǎn)不會(huì)變化的三個(gè)字段，隨后是ICMP數(shù)據(jù)，然后是引發(fā)此消息的源IP數(shù)據(jù)包包頭。不會(huì)變化的三個(gè)字段中，前8個(gè)字節(jié)包含ICMP類(lèi)型(主要類(lèi)型)、第二個(gè)字段包含了類(lèi)型代碼、第三個(gè)字段是ICMP消息校驗(yàn)值。
我們需要認(rèn)識(shí)到，ICMP協(xié)議在某些情況下不會(huì)發(fā)送錯(cuò)誤信息。ICMP不會(huì)對(duì)ICMP信息做出響應(yīng)。如果ICMP回應(yīng)其它ICMP消息，這些消息的數(shù)量會(huì)爆炸性增長(zhǎng)而演變?yōu)橐粓?chǎng)ICMP消息風(fēng)暴。為了防止出現(xiàn)廣播風(fēng)暴，ICMP消息也不會(huì)回應(yīng)一個(gè)廣播或者多播地址。
在IPv4協(xié)議中最常用的ICMP消息類(lèi)型有以下幾種:
•回顯應(yīng)答(類(lèi)型0)和回顯請(qǐng)求(類(lèi)型8):這是Ping程序發(fā)送的信息。
•目標(biāo)不可達(dá)(類(lèi)型3)
•源抑制(類(lèi)型4):這是一種用于通知發(fā)送者路由器或者主機(jī)出現(xiàn)阻塞現(xiàn)象的ICMP消息，發(fā)送者需要降低發(fā)送速度。
•重定向(類(lèi)型5):這個(gè)消息用來(lái)向可以訪(fǎng)問(wèn)兩臺(tái)路由器的主機(jī)說(shuō)“請(qǐng)使用另一臺(tái)路由器”。我們?cè)诖讼盗兄v座中未來(lái)的路由問(wèn)題中再詳細(xì)討論這個(gè)問(wèn)題。
•路由器信息應(yīng)答(類(lèi)型9)和路由器信息請(qǐng)求(類(lèi)型10)
•超時(shí)(類(lèi)型11):這個(gè)消息有兩種用途。第一，當(dāng)超過(guò)IP生存期時(shí)向發(fā)送系統(tǒng)發(fā)出錯(cuò)誤信息。第二，如果分段的IP數(shù)據(jù)報(bào)沒(méi)有在某種時(shí)限內(nèi)重新組合，這個(gè)消息將通知發(fā)送系統(tǒng)。
當(dāng)然，上述各種類(lèi)型的消息中都包含子類(lèi)型代碼。類(lèi)型三消息“目標(biāo)不可達(dá)”本身有15個(gè)子類(lèi)型代碼。我們就不提供每一項(xiàng)的細(xì)節(jié)了。但是，ICMP協(xié)議中有一項(xiàng)非常重要的應(yīng)用要依靠類(lèi)型三的消息。
路徑最大傳輸單元(PMTU)是各種協(xié)議用來(lái)尋找整條路徑中支持的最大的MTU(最大傳輸單元)的機(jī)制，小于此限制的數(shù)據(jù)可以不用分段。發(fā)送者在其本地接口設(shè)置最大的數(shù)據(jù)包規(guī)格，然后，在IP包頭中使用DF(不要分段)的標(biāo)記發(fā)出數(shù)據(jù)包。如果有問(wèn)題發(fā)送者就會(huì)收到第三種類(lèi)型的ICMP錯(cuò)誤信息，其子類(lèi)型代碼是“要求分段，但是已經(jīng)設(shè)置了DF標(biāo)記”。當(dāng)發(fā)生這種情況是，發(fā)送者知道它必須要減小發(fā)送數(shù)據(jù)的規(guī)格。如果沒(méi)有返回錯(cuò)誤信息，這就表明MTU的設(shè)置沒(méi)有問(wèn)題。
在查找PMTU時(shí)的主要問(wèn)題是人們常封鎖ICMP協(xié)議，阻止這個(gè)報(bào)錯(cuò)信息傳遞到發(fā)送數(shù)據(jù)的主機(jī)。這種情況很多時(shí)候發(fā)生在你設(shè)法連接的遠(yuǎn)程站點(diǎn)。假如你向一臺(tái)Web服務(wù)器發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求，但是，一個(gè)空白頁(yè)卻不斷出現(xiàn)。在虛擬專(zhuān)用網(wǎng)連接上的人們經(jīng)常會(huì)看到這種情況，這是因?yàn)橛捎谟械奶摂M專(zhuān)用網(wǎng)封裝的額外的文件頭，它們的MTU比通常的容量要小一些。當(dāng)遠(yuǎn)程Web服務(wù)器向虛擬專(zhuān)用網(wǎng)用戶(hù)發(fā)送其要求的內(nèi)容時(shí)，如果數(shù)據(jù)包太大，用戶(hù)前面最后的路由跳數(shù)需要為這個(gè)數(shù)據(jù)分段。如果發(fā)送方設(shè)置DF標(biāo)記之后，它能做的一切就是通知發(fā)送者必須發(fā)送較小的數(shù)據(jù)包。但是，發(fā)送者封鎖了ICMP協(xié)議，因此這個(gè)網(wǎng)站將永遠(yuǎn)不會(huì)看到這種ICMP信息。不過(guò)一個(gè)好消息是大多數(shù)TCP協(xié)議的執(zhí)行都是智能化的。如果它們一直得不到發(fā)送數(shù)據(jù)的許可，它們會(huì)自己以較小的分段尺寸發(fā)送數(shù)據(jù)。但是，如果你使用某些流行的、操作方便的操作系統(tǒng)，這種機(jī)制并沒(méi)實(shí)現(xiàn)。
簡(jiǎn)言之，封鎖ICMP協(xié)議對(duì)于成功地運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)是有害的。這不僅會(huì)破壞ping，事實(shí)上，如果ICMP協(xié)議不工作，許多協(xié)議都將不能完全發(fā)揮作用。
小結(jié)
ICMP包括許多種類(lèi)型的用于各種用途的數(shù)據(jù)包，每一種類(lèi)型都有子類(lèi)型代碼，用于指明這些消息類(lèi)型的具體內(nèi)容。
查找路徑最大傳輸單元能夠讓規(guī)格正確的數(shù)據(jù)包在各種數(shù)據(jù)包容量的鏈路上傳送。
ICMP對(duì)于恰當(dāng)?shù)穆酚珊蛿?shù)據(jù)包傳遞是非常重要的，你只能封鎖你不需要的那一些消息。據(jù)包類(lèi)型“目標(biāo)不可達(dá)”（類(lèi)型三）的消息。錯(cuò)誤消息一般由路由器生成，并且發(fā)送給數(shù)據(jù)包的來(lái)源。大多數(shù)錯(cuò)誤信息還將發(fā)送給與發(fā)送的數(shù)據(jù)包有關(guān)的應(yīng)用程序。在這種情況下，TCP協(xié)議將廣泛使用ICMP協(xié)議。我們?cè)诤竺鎸⒑芸炜吹竭@種情況。
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