ICMP(Internet Control Message Protocol)协议[总]

 ICMP协议总述，包含实现的icmp协议应用集合程序icmpy；在以后各篇将讲解每种协议及其应用程序的实现

  ICMP协议是一种发送各种消息报告状态的协态，与IP协议一样属于网络层

  报文格式：

  完整的Type表：

  1. ICMP Echo

      作用：探测主机地址是否存活

回送消息

回送响应消息

  2. 超时报文

作用：通知源主机超时信息

Code: 0 - 由网关发送；网关在处理数据报时发现生存周期为0，则此数据报必须抛弃，通过超时信息通知源主机

1 - 由主机发送；主机在组装分段的数据报时因为丢失段未能在规定时间内组装数据，此数据报必须抛弃，发送超时信息通知源                  主机

  3. 目标主机不可达报文

Code: 0 - 网络不可达；指定的网络不可达，由网关发送不可达信息

1 - 主机不可达；网关决定目的主机不可达，由网关发送不可达信息

2 - 协议不可用；在目的主机，因指定协议模块不可用，由目的主机发送不可达信息

3 - 端口不可达；在目的主机，因进程端口不可用，由目的主机发送不可达信息

4 - 需要段和DF设置；当数据报必须分段传送，但“不可分段”位设置，网关发送不可达信息

5 - 源路由失败

  4. 重定向报文

作用：当路由器的接口收到报文，又要从该接口转发出去的时候，则向主机发送ICMP重定向报文，通知该主机在主机路由表上加上一条主机路由

Code: 0 - 网络重定向

1 - 主机重定向

2 - 服务类型和网络重定向

3 - 服务类型和主机重定向

  5. 时间戳报文

作用：允许系统向另一个系统查询当前的时间

时间戳请求

请求端填写发起时间戳

时间戳应答

应答系统收到请求报文时填写接收时间戳；发送应答时填写发送时间戳

   6. 路由器通告

作用：路由器发现使用ICMP路由器通告及路由器请求信息，允许主机发现子网上运作的路由器地址

路由器请求

路由器通告

Num Addrs - 信息中广告的路由器地址号。

  Addr Entry Size - 具有32位字信息的每个路由器地址号（本协议中是2）。

              Lifetime - 路由器有效时间最大值。

              Router Address[i] - 在发送信息的 i = 1..Num Addrs 接口发送路由器的 IP 地址。

              Preference Level[i] - 每个路由器地址[i] i = 1..Num Addrs 作为缺省路由器地址，与同一子网中的其它路由器相关。

关于CheckSum

首先要注意的起止位置，从Type字段开始，到数据部分结束

每16bit为单位求和(此时CheckSum字段应设为全0)，高低位相加[与RFC不一样???]，然后取反得到

经典的计算公式：

 unsigned short chksum(addr,len) unsigned short *addr; /* 校验数据开始地址（注意是以2字节为单位） */ int len; /* 校验数据的长度大小，以字节为单位 */ { int sum = 0; /* 校验和 */ int nleft = len; /* 未累加的数据长度 */ unsigned short *p; /* 走动的临时指针,2字节为单位 */ unsigned short tmp = 0; /* 奇数字节长度时用到 */ while( nleft > 1) { sum += *p++; /* 累加 */ nleft -= 2; } if(nleft == 1) /* 奇数字节长度 */ { *(unsigned char *)&tmp = *(&(unsigned char *)p); /* 将最后字节压如2字节的高位 */ sum += tmp; } sum += (sum >> 16) + (sum & 0xffff); /* 高位低位相加 */ sum += sum >> 16; /* 上一步溢出时，将溢出位也加到sum中 */ tmp = ~sum; /* 注意类型转换，现在的校验和为16位 */ return tmp; }

数据结构

主要用到的是IP和ICMP的数据结构，包含的头文件是<netinet/ip.h>和<netinet/ip_icmp.h>

 struct ip { #if __BYTE_ORDER == __LITTLE_ENDIAN unsigned int ip_hl:4; /* header length */ unsigned int ip_v:4; /* version */ #endif #if __BYTE_ORDER == __BIG_ENDIAN unsigned int ip_v:4; /* version */ unsigned int ip_hl:4; /* header length */ #endif u_int8_t ip_tos; /* type of service */ u_short ip_len; /* total length */ u_short ip_id; /* identification */ u_short ip_off; /* fragment offset field */ #define IP_RF 0x8000 /* reserved fragment flag */ #define IP_DF 0x4000 /* dont fragment flag */ #define IP_MF 0x2000 /* more fragments flag */ #define IP_OFFMASK 0x1fff /* mask for fragmenting bits */ u_int8_t ip_ttl; /* time to live */ u_int8_t ip_p; /* protocol */ u_short ip_sum; /* checksum */ struct in_addr ip_src, ip_dst; /* source and dest address */ }; struct icmp { u_int8_t icmp_type; /* type of message, see below */ u_int8_t icmp_code; /* type sub code */ u_int16_t icmp_cksum; /* ones complement checksum of struct */ union { u_char ih_pptr; /* ICMP_PARAMPROB */ struct in_addr ih_gwaddr; /* gateway address */ struct ih_idseq /* echo datagram */ { u_int16_t icd_id; u_int16_t icd_seq; } ih_idseq; u_int32_t ih_void; /* ICMP_UNREACH_NEEDFRAG -- Path MTU Discovery (RFC1191) */ struct ih_pmtu { u_int16_t ipm_void; u_int16_t ipm_nextmtu; } ih_pmtu; struct ih_rtradv { u_int8_t irt_num_addrs; u_int8_t irt_wpa; u_int16_t irt_lifetime; } ih_rtradv; } icmp_hun; #define icmp_pptr icmp_hun.ih_pptr #define icmp_gwaddr icmp_hun.ih_gwaddr #define icmp_id icmp_hun.ih_idseq.icd_id #define icmp_seq icmp_hun.ih_idseq.icd_seq #define icmp_void icmp_hun.ih_void #define icmp_pmvoid icmp_hun.ih_pmtu.ipm_void #define icmp_nextmtu icmp_hun.ih_pmtu.ipm_nextmtu #define icmp_num_addrs icmp_hun.ih_rtradv.irt_num_addrs #define icmp_wpa icmp_hun.ih_rtradv.irt_wpa #define icmp_lifetime icmp_hun.ih_rtradv.irt_lifetime union { struct { u_int32_t its_otime; u_int32_t its_rtime; u_int32_t its_ttime; } id_ts; struct { struct ip idi_ip; /* options and then 64 bits of data */ } id_ip; struct icmp_ra_addr id_radv; u_int32_t id_mask; u_int8_t id_data[1]; } icmp_dun; #define icmp_otime icmp_dun.id_ts.its_otime #define icmp_rtime icmp_dun.id_ts.its_rtime #define icmp_ttime icmp_dun.id_ts.its_ttime #define icmp_ip icmp_dun.id_ip.idi_ip #define icmp_radv icmp_dun.id_radv #define icmp_mask icmp_dun.id_mask #define icmp_data icmp_dun.id_data };