最近跟大家分享了一些網絡故障排查的命令，今天給大家分享一下，這些命令背後的協議(ICMP)以及原理，隻有了解了原理，我們才能更好的用好這些命令

Internet控制報文協議ICMP（Internet Control Message Protocol）是網絡層的一個重要協議。ICMP協議用來在網絡設備間傳遞各種差錯和控制信息，它對于收集各種網絡信息、診斷和排除各種網絡故障具有至關重要的作用。使用基于ICMP的應用時，需要對ICMP的工作原理非常熟悉。

ICMP是TCP/IP協議簇的核心協議之一，它用于在IP網絡設備之間發送控制報文，傳遞差錯、控制、查詢等信息。

• ICMP有2個報文，分别是ICMP Echo Request和ICMP Echo Reply報文；
• ICMP Echo消息常用于診斷源和目的之間的網絡連通性，還可以提供其他信息，如報文往返時間等。

ICMP報文

• 當網絡設備無法訪問目标時，會自動發送ICMP目的不可達報文到發送端設備。

ICMP錯誤報告

ICMP定義了各種錯誤消息，用于診斷網絡連接性問題；根據這些錯誤消息，源設備可以判斷出數據傳輸失敗的原因。比如，如果網絡中發生了環路，導緻報文在網絡中循環，最終TTL超時，這種情況下網絡設備會發送TTL超時消息給發送端設備。又比如如果目的不可達，則中間的網絡設備會發送目的不可達消息給發送端設備。目的不可達的情況有多種，如果是網絡設備無法找到目的網絡，則發送目的網絡不可達消息；如果網絡設備無法找到目的網絡中的目的主機，則發送目的主機不可達消息。

Ping

ICMP的一個典型應用是Ping。Ping是檢測網絡連通性的常用工具，同時也能夠收集其他相關信息。用戶可以在Ping命令中指定不同參數，如ICMP報文長度、發送的ICMP報文個數、等待回複響應的超時時間等，設備根據配置的參數來構造并發送ICMP報文，進行Ping測試。

Ping常用的配置參數說明如下：

1. -a source-ip-address指定發送ICMP Echo-REQUEST報文的源IP地址。如果不指定源IP地址，将采用出接口的IP地址作為ICMP ECHO-REQUEST報文發送的源地址。

2. -c count指定發送ICMP ECHO-REQUEST報文次數。缺省情況下發送5個ICMP ECHO-REQUEST報文。

3. -h ttl-value指定TTL的值。缺省值是255。

4. -t timeout指定發送完ICMP ECHO-REQUEST後，等待ICMP ECHO-REPLY的超時時間。

Ping命令的輸出信息中包括目的地址、ICMP報文長度、序号、TTL值、以及往返時間。序号是包含在Echo回複消息（Type=0）中的可變參數字段，TTL和往返時間包含在消息的IP頭中。

Tracert

ICMP的另一個典型應用是Tracert。Tracert基于報文頭中的TTL值來逐跳跟蹤報文的轉發路徑。為了跟蹤到達某特定目的地址的路徑，源端首先将報文的TTL值設置為1。該報文到達第一個節點後，TTL超時，于是該節點向源端發送TTL超時消息，消息中攜帶時間戳。然後源端将報文的TTL值設置為2，報文到達第二個節點後超時，該節點同樣返回TTL超時消息，以此類推，直到報文到達目的地。這樣，源端根據返回的報文中的信息可以跟蹤到報文經過的每一個節點，并根據時間戳信息計算往返時間。Tracert是檢測網絡丢包及時延的有效手段，同時可以幫助管理員發現網絡中的路由環路。

Tracert常用的配置參數說明如下：

1.-a source-ip-address指定tracert報文的源地址。

2.-f first-ttl指定初始TTL。缺省值是1。

3.-m max-ttl指定最大TTL。缺省值是30。

4.-name使能顯示每一跳的主機名。

5.-p port指定目的主機的UDP端口号。

Tracert顯示數據包在網絡傳輸過程中所經過的每一跳

源端（RTA）向目的端（主機B）發送一個UDP報文，TTL值為1，目的UDP端口号是大于30000的一個數，因為在大多數情況下，大于30000的UDP端口号是任何一個應用程序都不可能使用的端口号。

第一跳（RTB）收到源端發出的UDP報文後，判斷出報文的目的IP地址不是本機IP地址，将TTL值減1後，判斷出TTL值等于0，則丢棄報文并向源端發送一個ICMP超時（Time Exceeded）報文（該報文中含有第一跳的IP地址10.0.0.2），這樣源端就得到了RTB的地址。

源端收到RTB的ICMP超時報文後，再次向目的端發送一個UDP報文，TTL值為2。

第二跳（RTC）收到源端發出的UDP報文後，回應一個ICMP超時報文，這樣源端就得到了RTC的地址（20.0.0.2）。

以上過程不斷進行，直到目的端收到源端發送的UDP報文後，判斷出目的IP地址是本機IP地址，則處理此報文。根據報文中的目的UDP端口号尋找占用此端口号的上層協議，因目的端沒有應用程序使用該UDP端口号，則向源端返回一個ICMP端口不可達（Destination Unreachable）報文。

源端收到ICMP端口不可達報文後，判斷出UDP報文已經到達目的端，則停止Tracert程序，從而得到數據報文從源端到目的端所經曆的路徑（10.0.0.2；20.0.0.2；30.0.0.2）。

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