1、实验五 Internet 控制报文协议 ICMP实验目的1掌握使用 WIRESHARK 工具对 ICMP 协议进行抓包分析的方法。 2理解不同类型 ICMP 报文的具体意义。3通过实验，进一步了解 ICMP 协议。实验环境1安装 Windows2000/2003Server/XP 操作系统的 PC 计算机一台。2每台 PC 具有一块以太网卡，通过双绞线与局域网相连。3每台 PC 运行网络协议分析软件 WIRESHARK。实验原理ICMP 是 Internet Control Message Protocol(Internet 控制报文协议)的缩写，是TCP/IP 协议族的一个子协议，用于在主机
2、和路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由器是否可用等网络本身的消息。由于IP 网络的不可靠并且不能保证信息传递，因此当发生问题时，通知发送者是很重要的。ICMP 协议提供有关阻止数据包传递的网络故障问题反馈信息的机制，它让 TCP 等上层协议能够意识到数据包没有送达目的地，ICMP 协议提供一种查出灾难性问题的方法。这些灾难性的问题包括“TTL Exceeded”(超过生存时间)和“ 需要分更多的数据段”等。ICMP 协议不报告 IP 校验失败等常见的问题。这是因为假定 TCP 或者其他可靠的协议能够处理这类数据包损坏的问题。而且，如果使用 UDP 等不可靠的协议，
3、我们就不应理会较小数量的数据损失。反之，如果网络有问题则需要立即报告。例如，当 IP 的 TTL 值(IP 生存时间)将达到零，这就可能是网络的某个部分发生了路由环路问题，这样将没有任何数据包能发送到目的地。端点系统需要了解这些类型的故障。ICMP 是一种发送各种消息，用于报告网络状态的协议，而非仅仅是简单的 ping(连通性测试程序) 。回应请求(Echo Request)仅是 ICMP 协议提供的众多消息之一。Ping 信息可以被过滤掉。但是，大多数 ICMP 消息类型是 IP、TCP 和其他协议正常运行所需要的。ICMP 协议本身非常复杂。每一种类型的 ICMP 消息也称“主要类型(Ma
4、jor Type)”，它拥有自己的“ 子类型编码(Minor Codes) ”。ICMP 协议工作在第 3 层，因此，它能够在互联网上路由。一个 ICMP 数据包实际上就是一个 IP 数据部分包含 ICMP 协议数据的 IP 数据包。每一个 ICMP 消息都将包含引发这条 ICMP消息的数据包的完全 IP 包头，这样端点系统就会知道实际上哪一个数据包没有发送到目的地。ICMP 协议消息包含不会变化的 3 个字段，随后是 ICMP 数据，然后是引发此消息的源 IP 数据包包头。不会变化的 3 个字段中，第 1 个字段包含 ICMP类型(主要类型) 、第 2 个字段包含了类型代码、第 3 个字段是
5、 ICMP 消息校验值。ICMP 协议在某些情况下不会发送错误信息。ICMP 不会对 ICMP 信息做出响应。如果 ICMP 回应其他 ICMP 消息，这些消息的数量会爆炸性增长而演变为一场 ICMP 消息风暴。为了防止出现广播风暴，ICMP 消息也不会回应一个广播或者多播地址。各种 ICMP 的报文格式如下： 目的不可达报文 类型：3 代码：0 至 12 检验和未使用（全 0）收到的 IP 数据报的一部分，包括 IP 首部以及数据报数据的前 8 个字节 源端抑制报文 类型：4 代码：0 检验和未使用（全 0）收到的 IP 数据报的一部分，包括 IP 首部以及数据报数据的前 8 个字节 超时报
6、文 类型：11 代码：0 或 1 检验和未使用（全 0）收到的 IP 数据报的一部分，包括 IP 首部以及数据报数据的前 8 个字节 参数问题 类型：12 代码：0 或 1 检验和指针 未使用（全 0）收到的 IP 数据报的一部分，包括 IP 首部以及数据报数据的前 8 个字节 改变路由 类型：5 代码：0 到 3 检验和目标路由器 IP 地址收到的 IP 数据报的一部分，包括 IP 首部以及数据报数据的前 8 个字节 回送请求和回答 类型：8 或 0 代码：0 检验和标识符 序号由请求报文发送；由回答报文重复 时间戳请求和回答 类型：13 或 14 代码：0 检验和标识符 序号原始时间戳接收
7、时间戳发送时间戳 地址掩码请求和回答 类型：17 或 18 代码：0 检验和标识符 序号地址掩码 路由询问和通告 类型：10 代码：0 检验和标识符 序号类型：9 代码：0 检验和地址数 地址项目长度 寿命路由器地址 1优先级 1路由器地址 2优先级 2.实验步骤1、ping 程序使用的 ICMP 信息包启动 WIRESHARK 协议分析工具，选择“Capture”“Start” ，开始数据包的抓取，接下来点击“开始”菜单，在运行中输入“cmd” ，进入 Windows 系统的命令行模式，在命令行模式下输入“ping n 10 172.16.”，ping 结束后，停止 WIRESHARK 抓包
8、程序，并在 WIRESHARK 中的“Filter”域中输入关键字“ICMP” ，点击“Apply”按钮，将非 ICMP 数据包过滤掉。如图 4-2 所示。在中间窗口的“Internet Protocol”中可以看到，协议号为 01，表明是一个ICMP 格式的数据包。WIRESHARK 捕获的 ping 程序数据包查看数据包内容窗口中的“Internet Control Message Protocol”，可以看到该ICMP 数据包的协议类型为 8(Type 8)，代码为 0(Code 0)，表明是一个 ICMP 请求(Request)数据包。如图 4-3 所示，请注意其他字段 “Identi
9、fier”， “Sequence number”和“Data”的内容。WIRESHARK 捕获的 ping 程序 ICMP 包扩展分析查看这些 ICMP 协议数据包，回答以下问题：(1)本机的 IP 地址是多少？目标主机的 IP 地址是多少？(2)为什么 ICMP 协议数据包没有源端口号和目的端口号？(3)查看本机发送的每个 Request 数据包，回答这些 ICMP 数据包的类型号(Type)和代码(Code)是多少？这些 ICMP 数据包中的其他字段有哪些？ “Checksum”、“Sequence”和“Identifier”字段分别占多少字节？(4)查看回复的 Reply 数据包，它们的
10、类型号(Type) 和代码(Code) 是多少？这些ICMP 数据包中还有其他哪些字段？“Checksum” 、 “Sequence”和“Identifier”字段分别占多少字节？2、traceroute 程序使用的 ICMP 信息包启动 WIRESHARK 协议分析工具，选择“Capture”“Start” ，开始抓取数据包。然后点击“开始”菜单，在运行中输入“cmd” ，进入 Windows 系统的命令行模式，在命令行模式下输入“tracert ” ，如图所示。tracert 程序tracert 命令结束后，停止 WIRESHARK 抓包程序，并在 WIRESHARK 中的“Filter
11、”域中输入关键字“ICMP” ，点击“Apply ”按钮，将非 ICMP 数据包过滤掉。如图所示。WIRESHARK 捕获的 tracert 程序数据包分析查看这些 ICMP 协议数据包，回答以下问题：(1)本机的 IP 地址是多少？目标主机的 IP 地址是多少？(2)查看 echo 数据包，与 ping 所使用的 ICMP 包比较一下，看看是否相同，有什么区别？(3)查看本 error(Time-to-live Exceeded)数据包，这些数据包是不是比 echo 数据包多了些字段？这些字段的内容是什么？(4)查看最后 3 个 error 数据包，这些包与其他的 error 数据包有什么不同？为什么？思考题1 ICMP 的用途是什么？2 为什么要限制由失效的 ICMP 差错报文再产生一个 ICMP 报文？3 ping 程序和 tracert 程序分别使用什么样的 ICMP 类型数据包？4主机 A 向主机 B 发送数据报。主机 B 从未收到该数据报，而主机 A 也从未收到出问题的通知。试给出可能发生的情况的两种不同解释。5试用表说明，什么样的 ICMP 报文是由路由器发送出的，什么样的 ICMP 报文是由目的主机发送出的。
