ICMP控制报文协议

        IP层的主要控制功能包括差错控制、拥塞控制和路由控制。若在IP报文传输过程中出现错误，IP协议本身并没有一种内在的机制获取差错信息并进行差错控制。比如以下问题IP协议本身是不能解答的：(1)数据报是否正确地到达了接收端？(2)若数据报不能到达接收方，那么这是什么原因造成的？
        为此，在TCP/IP中设计了ICMP协议来处理报文传输过程中出现的错误，ICMP是IP层的一个组成部分。具体如下：
      （1）当中间路由器或目标主机发现数据报文在传输过程中出现错误，不能到达接收端时，主机或者路由器的ICMP模块将被触发，并产生一个ICMP报文向信源机报告出错情况。
      （2）在实际应用中，ICMP不但用来传输报告差错的报文，它还用来传输控制报文。
      （3）ICMP并不能提高IP协议的可靠性，只是当IP数据报不能到达接收端时，用来向发送端的IP层通知数据报因何原因没有到达接收端，以便发送端的IP层能够进行差错控制和差错处理。
      （4）目前的ICMP已成为用于IP层差错和控制报文传输的专用协议。
 
什么情况下不发送ICMP报文

     （1）ICMP差错报文（ICMP查询报文可能会产生ICMP差错报文）
      （2）目的地址是广播地址或多播地址的IP数据报

      （3）作为链路层广播的数据报
      （4）不是IP分片的第一片
      （5）源地址不是单个主机的数据报  

      （6）具有特殊地址（如127.0.0.0或0.0.0.0）的数据报
 
ICMP应用

     （1）源主机消亡：源主机接收到源主机消亡（抑制）报文后，必须将此信息交给高层进程处理。
     （2）超时
     （3）参数问题
     （4）重定向
     （5）回送请求和回送应答是一对查询报文，用于测试两个机器（主机或路由器）之间能否实现通信。
     （6）时间戳请求和时间戳应答一对查询报文，用于确定IP数据报在源端和目的端之间往返所需要的时间，也可用作源端和目的端机器的时钟同步。
     （7）地址掩码请求和地址掩码应答是一对查询报文，用于获得一个主机所在网络的子网掩码。
     （8）路由器通告和路由器请求是一对查询报文，用于主机与路由器之间交换信息。 
     （9）信息请求和信息应答是一对查询报文，用于主机查找所连接网络的地址。
     （10）路由跟踪
ICMP的封装
       ICMP封装在IP报进行传输。ICMP报文本身被封装在IP数据报的数据区中，而这个IP数据报又被封装在帧数据中。在IP数据报报头中的协议（Protocol）字段设置成1，表示该数据是ICMP报文。      



    
       其中，ICMP报文包含：ICMP首部（8字节）+产生差错的数据报IP首部+IP首部后的8个字节。具体如下图：



       IP包首部要被传回的原因，因为IP首部中包含了协议字段，使得ICMP可以知道如何解释后面的8个字节。而IP首部后面的8字节（UDP的首部或者TCP首部，UDP和TCP首部的8个字节分别包含了16位的目的端口号和源端口号），根据源端口号就可以把差错报文与某个特定的用户进程关联。
 
ICMP报文的报头

       ICMP报文包括8个字节的报头和长度可变的数据部分。对于不同的报文类型，报头的格式一般是不相同的，但是前3个字段(4个字节)对所有的ICMP报文都是相同的。
 



     （1）类型（Type）字段，长度是1字节，用于定义报文类型。
     （2）代码（Code）字段，长度是1字节，表示发送这个特定报文类型的原因。
     （3）校验和（Checksum）字段，长度是2字节，用于数据报传输过程中的差错控制。与IP报头校验和的计算方法类似，不同的是其是对整个ICMP报文进行校验。
     （4）报头的其余部分，其内容因不同的报文而不同。
     （5）数据字段，其内容因不同的报文而不同。对于差错报告报文类型，数据字段包括ICMP差错信息和触发ICMP的整个原始数据报，其长度不超过576字节。
 
总结

   （1）IP协议是一种不可靠的、无连接的协议，不具备差错报告和差错纠正机制，它必须依赖于ICMP协议来报告处理一个IP数据报传输过程中的错误并提供管理和状态信息
    （2）ICMP即网际控制报文协议，是IP协议的一部分。当数据报在传输过程中发生错误时，主机或者路由器的ICMP模块将被触发，并产生一个ICMP报文
    （3）ICMP报文有两大类：差错报告报文和查询报文。其中，差错报告报文包括：目的不可达、源主机消亡、超时、参数问题、重定向。查询报文包括：回应请求和应答、信息请求和应答（已弃用）、时间戳和时间戳应答、地址掩码请求和应答、路由器通告和请求
    （4）ICMP报文封装成IP数据报的形式传送。ICMP报文包括1字节的类型字段、1字节的代码字段、2字节的校验和字段和长度可变的数据字段