作者 | 向閑

小編 | 不吃豬頭肉

引言
在車載以太網(wǎng)測試中，因為IP協(xié)議本身提供的是不可靠傳輸，所以如果網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)丟包、網(wǎng)絡(luò)錯誤等問題就需要及時向管理者報告錯誤和狀態(tài)信息，此時就需要借助ICMP協(xié)議來實現(xiàn)這一功能。

什么是ICMPv4協(xié)議

ICMP協(xié)議全稱是Internet Control Message Protocol，即互聯(lián)網(wǎng)控制報文協(xié)議。其中，ICMPv4和ICMPv6分別指用于IPv4和IPv6的ICMP版本。目前在車載以太網(wǎng)里常用到的IP協(xié)議是IPv4，所以本文著重介紹ICMPv4，ICMPv6不涉及。
ICMPv4協(xié)議是TCP/IP協(xié)議簇的一個子協(xié)議，封裝在IPv4報文中，主要用于在IPv4主機、路由器之間傳遞控制消息，用于報告網(wǎng)絡(luò)通不通、主機是否可達、路由是否可用等網(wǎng)絡(luò)本身的消息。這些控制消息雖然并不傳輸用戶數(shù)據(jù)，但是對于收集各種網(wǎng)絡(luò)信息、診斷和排除各種網(wǎng)絡(luò)故障以及用戶數(shù)據(jù)的傳遞起著重要的作用。

ICMPv4報文格式
ICMPv4報文封裝在IPv4數(shù)據(jù)報里，所以一個ICMPv4報文會包括IPv4頭部、ICMPv4頭部和ICMPv4 Payload。當IPv4頭部的Protocol值為1時，表示為一個ICMPv4報文。
ICMPv4報頭格式如下圖：

ICMP報頭格式

類型（Type）：ICMPv4報文的類型，如目標不可達報文（Type=3）。代碼（Code）：ICMPv4報文類型（Type）下細化的子類型，如對于目標不可達報文（Type=3），code=1表示主機不可達，code=2表示協(xié)議不可達。校驗和（Checksum）：ICMPv4報文的校驗和，校驗方法與IP數(shù)據(jù)報首部校驗和算法相同。
報文分類
ICMPv4分為兩類報文，1類是查詢報文（通過對對端主機發(fā)送請求和接收對端主機發(fā)送響應(yīng)的方式去傳輸消息，可以用來報告網(wǎng)絡(luò)連通性等消息），1類是差錯報文（報告IP數(shù)據(jù)報在傳輸過程中出現(xiàn)的錯誤）。
常見的ICMPv4報文類型

響應(yīng)請求

平時使用較多的Ping命令就是通過對端主機發(fā)送回顯請求（Type=8）和接收對端主機發(fā)送的回顯回答（Type=0）去判斷主機之間是否通信連通。

實際測試數(shù)據(jù)如下：

目標不可達

當路由器無法根據(jù)路由表轉(zhuǎn)發(fā)IP數(shù)據(jù)報到指定的目標地址時，會向發(fā)送端主機返回一個目標不可達的差錯報文，并報告不可達的原因。常見的目標不可達差錯報文類型有網(wǎng)絡(luò)不可達（Code=0）、主機不可達（Code=1）、協(xié)議不可達（Code=2）、端口不可達（Code=3）等。

實際測試數(shù)據(jù)如下：

時間戳

時間戳請求報文（Type=13）和時間戳應(yīng)答報文（Type=14）用于測試兩臺主機之間數(shù)據(jù)報來回一次的傳輸時間。傳輸時，主機填充原始時間戳，接收方收到請求后填充接收時間戳后以Type=14的報文格式返回，發(fā)送方計算這個時間差。

實際測試數(shù)據(jù)如下：

參數(shù)錯誤報文

一旦路由器或主機發(fā)現(xiàn)錯誤的數(shù)據(jù)報首部和錯誤的數(shù)據(jù)報選項參數(shù)時，便丟棄該數(shù)據(jù)報，并向源主機發(fā)送參數(shù)問題（Parameter Problem）報文（Type=12）。代碼Code=0表示數(shù)據(jù)報首部中的某個字段的值有錯或不明確，這時ICMP報文首部的指針指向數(shù)據(jù)報中有問題的字節(jié)。

實際測試數(shù)據(jù)如下：

下表是完整的ICMP報文分類：

應(yīng)用
ICMPv4最常見的用法是對網(wǎng)絡(luò)進行測試和故障診斷，常用的程序是Ping 和tracert。

1)Ping

使用ping命令確定本地主機是否能與另一臺主機成功交換數(shù)據(jù)包，再根據(jù)返回的信息，就可以推斷TCP/IP參數(shù)是否設(shè)置正確，以及運行是否正常、網(wǎng)絡(luò)是否通暢等。

2)tracert

tracert 命令主要用來顯示數(shù)據(jù)包到達目的主機所經(jīng)過的路徑。通過執(zhí)行一個tracert到對方主機的命令，返回數(shù)據(jù)包到達目的主機所經(jīng)歷的路徑詳細信息，并顯示每個路徑所消耗的時間。

總結(jié)
ICMP協(xié)議是TCP/IP協(xié)議簇中不可或缺的一部分。通過理解和應(yīng)用ICMP協(xié)議，可以更好地幫助管理員去收集各種網(wǎng)絡(luò)信息、診斷和排除各種網(wǎng)絡(luò)故障。