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TCP/IP 详解7 Ping指令

TCP/IP 详解7 Ping指令
首先介绍一下ping 指令的基本过程:(这部分摘自网络)

我们以下面一个网络为例:有A、B、C、D四台机子,一台路由RA,子网掩码均为255.255.255.0,默认路由为192.168.0.1

1.在同一网段内

在主机A上运行“Ping 192.168.0.5”后,都发生了些什么呢?

(1)首先,Ping命令会构建一个固定格式的ICMP请求数据包,//构建ICMP的数据包

(2)然后由ICMP协议将这个数据包连同地址“192.168.0.5”一起交给IP层协议(和 ICMP一样,实际上是一组后台运行的进程);//ICMP+IP地址(目的主机)

(3)IP层协议将以地址“192.168.0.5”作为目的地址,本机IP地址作为源地址,加上一些其他的控制信息,构建一个IP数据包,并想办法得到192.168.0.5的MAC地址(物理地址,这是数据链路层协议构建数据链路层的传输单元——帧所必需的),以便交给数据链路层构建一个数据帧。关键就在这里,IP层协议通过机器B的IP地址和自己的子网掩码,发现它跟自己属同一网络,就直接在本网络内查找这台机器的MAC,如果以前两机有过通信,在A机的ARP缓存表应该有B机IP与其MAC的映射关系,如果没有,就发一个ARP请求广播,得到B机的MAC, 一并交给数据链路层。后者构建一个数据帧,目的地址是IP层传过来的物理地址,源地址则是本机的物理地址,还要附加上一些控制信息,依据以太网的介质访问规则,将它们传送出去。

主机B收到这个数据帧后,先检查它的目的地址,并和本机的物理地址对比,如符合,则接收;否则丢弃。接收后检查该数据帧,将IP数据包从帧中提取出来,交给本机的IP层协议。同样,IP层检查后,将有用的信息提取后交给ICMP协议,后者处理后,马上构建一个ICMP应答包,发送给主机A,其过程和主机A发送ICMP请求包到主机B一模一样。

总结步骤:

(1) A主机构建一个ICMP格式的数据包;

(2) ICMP协议+B主机的IP地址 交给IP协议;

(3) IP层构建一个数据包(A主机的IP地址+控制信息+B主机的IP地址),获得B主机的MAC地址,以便构建一个数据帧;

  (IP协议会根据B主机的IP地址和自己的子网掩码判断是不是属于同一层网络。如果是属于同一层网络的话,就会获得B主机的MAC地址)

(4) 主机B接受到主机A的发过来的数据帧以后,先检查该帧中包含的B的IP地址,并和本地的物理地址进行比对,如果符合的话,就接受,否则,就抛弃。同样,需要将该数据帧交由自己的IP层协议,IP层检查以后,再交由ICMP协议,构建一个ICMP的应答包,发送给主机A。

TCP/IP 详解7 Ping指令 _ JavaClub全栈架构师技术笔记

2.不在同一网段内

在主机A上运行“Ping 192.168.1.4”后,开始跟上面一样,到了怎样得到MAC地址时,IP协议通过计算发现D机与自己不在同一网段内,就直接将交由路由处理,也就是将路由的MAC取过来,至于怎样得到路由的MAC,跟上面一样,先在ARP缓存表找,找不到就广播吧。路由得到这个数据帧后,再跟主机D进行联系,如果找不到,就向主机A返回一个超时的信息。

对Ping后返回信息的分析

1.Request timed out

这是大家经常碰到的提示信息,很多文章中说这是对方机器置了过滤ICMP数据包,从上面工作过程来看,这是不完全正确的,至少有下几种情况。

(1) 对方已关机,或者网络上根本没有这个地址:比如在上图中主机A中PING 192.168.0.7 ,或者主机B关机了,在主机A中PING 192.168.0.5 都会得到超时的信息。

(2)对方与自己不在同一网段内,通过路由也无法找到对方,但有时对方确实是存在的,当然不存在也是返回超时的信息。

(3)对方确实存在,但设置了ICMP数据包过滤(比如防火墙设置)。

怎样知道对方是存在,还是不存在呢,可以用带参数 -a 的Ping命令探测对方,如果能得到对方的NETBIOS名称,则说明对方是存在的,是有防火墙设置。如果得不到,多半是对方不存在或关机,或不在同一网段内。

(4)错误设置IP地址

正常情况下,一台主机应该有一个网卡,一个IP地址,或多个网卡,多个IP地址(这些地址一定要处于不同的IP子网)。但如果一台电脑的“拨号网络适配器”(相当于一块软网卡)的TCP/IP设置中,设置了一个与网卡IP地址处于同一子网的IP地址,这样,在IP层协议看来,这台主机就有两个不同的接口处于同一网段内。当从这台主机Ping其他的机器时,会存在这样的问题:

A.主机不知道将数据包发到哪个网络接口,因为有两个网络接口都连接在同一网段。

B.主机不知道用哪个地址作为数据包的源地址。因此,从这台主机去Ping其他机器,IP层协议会无法处理,超时后,Ping 就会给出一个“超时无应答”的错误信息提示。但从其他主机Ping这台主机时,请求包从特定的网卡来,ICMP只须简单地将目的、源地址互换,并更改一些标志即可,ICMP应答包能顺利发出,其他主机也就能成功Ping通这台机器了。 2.Destination host Unreachable

(1)对方与自己不在同一网段内,而自己又未设置默认的路由,比如上例中A机中不设定默认的路由,运行Ping 192.168.0.1.4就会出现“Destination host Unreachable”。

(2)网线出了故障

这里要说明一下“destination host unreachable”和 “time out”的区别,如果所经过的路由器的路由表中具有到达目标的路由,而目标因为其他原因不可到达,这时候会出现“time out”,如果路由表中连到达目标的路由都没有,那就会出现“destination host unreachable”。

3.Bad IP address

这个信息表示您可能没有连接到DNS服务器,所以无法解析这个IP地址,也可能是IP地址不存在。

4.Source quench received

这个信息比较特殊,它出现的机率很少。它表示对方或中途的服务器繁忙无法回应。

5.Unknown host——不知名主机

这种出错信息的意思是,该远程主机的名字不能被域名服务器(DNS)转换成IP地址。故障原因可能是域名服务器有故障,或者其名字不正确,或者网络管理员的系统与远程主机之间的通信线路有故障。

6.No answer——无响应

这种故障说明本地系统有一条通向中心主机的路由,但却接收不到它发给该中心主机的任何信息。故障原因可能是下列之一:中心主机没有工作;本地或中心主机网络配置不正确;本地或中心的路由器没有工作;通信线路有故障;中心主机存在路由选择问题。

7.Ping 127.0.0.1:127.0.0.1是本地循环地址

如果本地址无法Ping通,则表明本地机TCP/IP协议不能正常工作。

8.no rout to host:网卡工作不正常。

9.transmit failed,error code:10043网卡驱动不正常。

10.unknown host name:DNS配置不正确。

总结:我们把出现的状况列出如下的表格: ![图表](https://s2.ax1x.com/2019/10/31/KohUaD.png)

下面我们讲解一下TCP/IP详解上的问题:

关于LAN和WAN的输出我们不再解释,两者的区别主要在于对方主机返回数据帧时间不同,以及广域网存在数据包的丢失。

介绍几个比较新鲜的名词:

IP时间戳:
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下一个步骤是学习ping的代码,给出一个链接:

http://www.cnblogs.com/ggjucheng/archive/2012/02/17/2355564.html

作者:Sumarua
来源链接:https://www.cnblogs.com/Sumarua/p/11773477.html

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