2.3.2、ICMP（Internet控制管理协议）
ICMP(Internet Control Message Protocol，因特网控制消息协议)是一种管理协议，为IP提供消息收发服务，以IP数据报的形式传输。其作用就是在用于在IP主机、路由器之间传递差错控制报文，探测网络是否存在故障。
两个特征：
- 探测网络是否存在故障；
- 封装在IP数据报中。
ICMP主要检测常见事件和消息：
- 目标不可达；
- 缓冲区已满；
- 超过跳数/时间；
ICMP 报文是封装在 IP 包里面，报文分为信息报文、差错报文、控制报文。信息报文由客户端发出，差错报文是接收到的信息报文的接收端或路由器回复，表示不能完成要求的服务。
ICMP协议在实际传输中数据包：20字节IP首部 + 8字节ICMP首部 + 1472字节<数据大小>38字节。
| 类型 | 内容 |
|---|---|
| 0 | 回送应答 (Echo Reply) |
| 3 | 目标不可达(Destination Unreachable) |
| 4 | 原点抑制(Source Quench) |
| 5 | 重定向或改变路由(Redirect) |
| 8 | 请求(echo requst) |
| 9 | 路由器公告(Router Advertisement) |
| 10 | 路由器请求(Router Solicitation) |
| 11 | 超时(Time Exceeded) |
| 17 | 地址子网请求(Address Mask Request) |
| 18 | 地址子网请求(Address Mask Reply) |
注意：ICMP重定向，解决数据包访问的次优路径问题。
| 错误码 | ICMP不可达内容 | 备注 |
|---|---|---|
| 0 | 网络不可达 (Network Unreachable) | 不能匹配网络地址 |
| 1 | 主机不可达(Host Unreachable) | IP地址不能匹配路由表 |
| 2 | 协议不可达(Protocol Unreachable) | 禁止 TCP 协议访问 |
| 3 | 端口不可达(Port Unreachable) | 对端端口不能访问 |
| 4 | 分片需要和不设置分片 | 分片不符 |
| 5 | 源站选路失败Soruce Route Failed | - |
| 6 | 目的网络不认识 | - |
2、Ping命令的使用
功能：用来检测网络的连通情况和分析网络速度。
原理：源端发送icmp echo requst消息，对端设备如果可达，随即回复icmp echo replay消息，就是向目标主机发送ICMP信息报文，目标主机回应ICMP信息报文。
常用方式
| 作用 | 命令格式 | 备注 |
|---|---|---|
| 拼通网址 | ping x.x.x.x | 默认发5个包 |
| 拼通网址 | ping x.x.x.x -n 10 | 自己指定发10个包 |
| 测试链路切换时的丢包率 | ping -t x.x.x.x | 不间断发包 |
| 拼指定路径地址 | Ping -a x.x.x.x y.y.y.y | 源地址x.x.x.x，目标地址y.y.y.y |
bytes值：数据包大小，也就是字节。默认是32字节。
time值：响应时间，这个时间越小，说明你连接这个地址速度越快。
TTL值：Time To Live,表示DNS记录在DNS服务器上存在的时间，它是IP协议包的一个值，告诉路由器该数据包何时需要被丢弃。可以通过Ping返回的TTL值大小，粗略地判断目标系统类型是Windows系列还是UNIX/Linux系列。
Linux系统的TTL值为64或255，WindowsNT/2000/XP系统的TTL值为128。
下面的说明是已发送sent4个包，接收Received4个包，lost丢失的包数。三个参数最短时间、最长时间、平均时间。
3、Traceroute路由轨迹。
显示发送数据包的主机到达特定主机之前历经多少路由器。原理利用IP包的TTL生存期限从TTL=1开始按须序发送UDP包，强制接收ICMP超时消息。TTL1=1探测包发送到第一个节点，第一跳TTL=1-1=0，路由器返回该IP不可达，同样TTL1=1探测包到达第二个节点，返回该IP不可达，这样得到直到目的地址的IP地址，得出所经过的路径。ping失败则需要tracert定位故障节点位置。
<R5>tracert 44.1.1.1
traceroute to 44.1.1.1(44.1.1.1), max hops: 30 ,packet length: 40,press CTRL_C
to break
1 15.1.1.1 30 ms 20 ms 20 ms
2 13.1.1.3 30 ms 40 ms 30 ms
2.3.3、ICMPv6
在IPv6中，ICMP的作用被扩大，没有ICMPv6，IPv6就无法正常通信。ICMPv6 实现了 IPv4 中的 ICMP（ping命令）、ARP 以及 IGMP 的所有功
能，并且增加了邻接点发现、无状态地址配置（包括重复地址检测）、PMTU发现等。
1、ICMPv6的报文格式
下一报头值为58时，表示IPv6包头后封装着一个ICMPv6消息。
Type：表示 ICMPv6 报文的类型，当取值介于 0 到 127 之间时，表示该报文为错误报文（如目的不可达、超时等），当取值在 128 到 255 之间时，则表示该报文为信息报文。
Code：表示此消息类型(Type)细分的类型，具体区分每种消息类型的错误信息，如目的不可达可能是防火墙导致的，也可能是路由错误导致的。
Checksum：校验和，校验的部分包括了 IPv6 伪首部和ICMPv6报文。IPV6伪首部包含4个部分：16字节的sourse address， 16字节的destination addrss，2字节的 payload length， 1字节的next header。
2、类型（Type）分为两类：一类是错误消息，一类是信息消息。
| 类型 | 内容 | 备注 |
|---|---|---|
| 1 | 目标不可达 (Destination Unreachable) | 错误类 |
| 2 | 包过大(Packet Too Big) | 错误类 |
| 3 | 超时(Time Exceeded) | 错误类 |
| 4 | 参数问题(Parameter Problem) | 错误类 |
| 128 | 回送请求消息(Echo Request) | 信息类 |
| 129 | 回送应答消息(Echo Reply) | 信息类 |
| 130 | 多播监听查询(Multicast Listener Query) | 信息类 |
| 131 | 多播监听报告(Multicast Listener Report) | 信息类 |
| 132 | 多播监听结束(Multicast Listener Done) | 信息类 |
| 133 | 路由器请求信息(Router Solicitation) | 信息类 |
| 134 | 路由器公告信息(Router Advertisement) | 信息类 |
| 135 | 邻居请求消息(Neighbor Solicitation) | 信息类 |
| 136 | 邻居宣告消息(Neighbor Advertisement) | 信息类 |
| 137 | 重定向消息(Redirect Message) | 信息类 |
| 138 | 路由器重编号 (Router Renumbering) | 信息类 |
| 139 | 信息查询(ICMP Node Information) | 信息类 |
| 140 | 信息应答(ICMP Node Response) | 信息类 |
| 141 | 反邻居探索请求消息 | 信息类 |
| 142 | 反邻居探索宣告消息 | 信息类 |
3、具体的错误原因
A、目标不可达
当出现类型1，目标不可达 (Destination Unreachable)时，可以通过cod代码知道是属于那一种具体错误，常见的如下：
| cod | 内容 |
|---|---|
| 0 | 没有到达目标的路由 |
| 1 | 与目标的通信被管理策略禁止 |
| 2 | 未指定 |
| 3 | 地址不可达 |
| 4 | 端口不可达 |
B、数据包过大
出口链路的MTU小于IPv6数据包的长度时，应付出现数据包无法转发，该路由器就会回送带有错误消息的报文。该报文被用于IPv6路径MTU发现的处理 。数据包超长报文的类型字段值为2，代码字段值为0。
C、超时
节点收到的数据包跳限制为0时，节点会丢弃该数据包并回送带有错误消息的报文。0为跳数据限制为0，1为分片重组超时。
D、参数错误
当节点收到的数据包IPv6报头或者扩展报头出现错误，并回送带有错误消息的报文。0表示报头有错误；1表示无法识别下一个报头类型；2表示遇到无法识别的IPv6选项。
抓包图：
邻居探索信息
133-137类型中路由器请求信息、路由器公告信息、邻居请求消息、邻居宣告消息、重定向消息，这5种消息称为邻居探索信息，在IPv6中的作用是通过邻居请求消息（多播）查询IPv6的地址和Mac地址的对应关系，收到邻居宣告消息后获得Mac地址。
IPv6没有路由器的情况下，使用链路本地地址,链路本地地址的前缀是FE80::/10,通过邻居请求消息,获取Mac地址，其固定的前缀+EUI-64规则形成的接口标识生成IPv6链路本地单播地址。
有路由器的情况下，比如其前缀为2001:A304:6101:1234/64，通过邻居请求消息,邻居宣告消息获取Mac地址，生成全球单播地址。
