实验12 网际控制报文协议ICMP的应用

一、实验目的

验证ping命令和tracert命令的工作原理。

二、实验环境

·Cisco Packet Tracer模拟器

三、实验过程

1.构建网络拓扑并进行信息标注，将所需要配置的IP地址写在对应的主机或者路由器旁边，如图1所示。

图1 网络拓扑

2.配置主机H1，H2的IP地址、路由器的IP地址、子网掩码、静态路由，如图2，3，4所示。

图2 主机IP地址以及子网掩码配置

图3 路由器端口IP地址配置

图4 路由器静态路由配置

3.观察主机H1-H2是否能正常通信，判断拓扑是否建立成功，配置正确，让主机H1使用ping 192.168.1.1与主机H2通信，结果如图5所示。经过两次超时，是因为经过了两个路由器，有两次ARP的影响。

图5 H1与H2之间的通信

4.跟踪数据报从H1到达H2经过了哪些路由器，通过命令tracter 192.168.1.1来查看，结果如图6所示。图中给出了经过各个路由器的相关端口。

图6 数据包到达H2经过的路径

5.切换到仿真模式下H2 pingH1，如图7所示，观察ping命令是如何通过ICMP实现的，并且过滤协议，只保留ICMP协议，主机H2的封装细节如图8所示，PING进程创建了一个ICMP“回送请求”报文并将其传送给下层进程。

图7 让主机H2ping主机H1

图8 在主机H2上的PDU信息

6.点击捕获前进，当数据包到达主机H1时，查看封装的PDU细节，如图

9所示。此时ICMP收到的数据包是一个ICMP数据包，此时ICMP进程将会对其处理，ICMP进程收到一个“回送请求”报文，

图9 主机H1上的PDU信息

7.点击捕获前进，当主机H2收到响应报文之后，第一次ICMP请求就结束了，如图10所示。

图10 第一次ICMP请求报文结束

8.仿真模式下H1tracertH2，如图11所示，观察tracert命令是如何通过ICMP实现的，再查看主机H1上的PDU信息，如图12所示。Trace route进程启动下一个追踪，Trace route进程创建一个ICMP“回送请求”报文并将其发送给下一层进程。

图11 仿真模式下H1tracertH2

图12 查看主机H1的PDU信息

9.再次查看主机H1上的出站PDU详情，发现TTL字段被设置成为了1，如图13所示。这说明当转发到下一个路由器的时候，就会将TTL减1，也就是置为0，那么此时路由器就会丢弃这个ICMP报文，如图14所示，并给源主机H1发送一个ICMP差错报告（类型是时间超过），此时查看路由器上的PDU信息，如图15所示。设备发送一个ICMP“时间超过”报文。

图13 出站PDU中的TTL被设置成1

图14 路由器丢弃这个ICMP报文

图15 路由器上的PDU信息

10.主机H1获取路径上的第一个路由器需要发送三个ICMP报文，并且也要收到三个ICMP响应报文才算找到第一个路由器，如下图所示，第一个路由器的IP地址为192.168.0.254，如图16所示。

图16 主机H1找到第一个路由器

11.同理，主机H1要找到第二个路由器，就需要将TTL的值设置为2，然后就去找找到的话，也是需要进行三次ICMP报文的传送以及收到三个ICMP报文的响应，才算找到第二个路由器，如图17所示。同理找到第三个路由器，主机H1将TTL字段设置为3，找到第三个路由器如图18所示。

图17 主机H1找到第二个路由器

图18 主机H1找到第三个路由器

四、实验小结

1. Ping命令和tracert命令都是基于网际控制报文协议（ICMP）实现的。Ping命令用于测试主机之间、主机与路由器之间以及路由器与路由器之间的连通性。而tracert命令则用于探测从源主机到目的主机之间经过的路由器路径。

2. Ping命令利用ICMP中的询问报文机制，源主机发送ICMP请求报文，目的主机则返回相应的应答报文，以确认连通性。

3. 使用tracert命令时，发出的数据包的生存时间（TTL）初始值为1。当数据包经过第一个路由器时，TTL值减1，变为0，此时数据包会被丢弃，并向源主机发送一个ICMP差错报告（“时间超过”报文），从而告知源主机该数据包未能成功到达目的地。

4. tracert命令不仅依赖于询问报文，还利用差错报文来获取路径信息，从而逐步确定源主机到目的主机之间的路由路径。