Протокол управления сообщениями Интернета (ICMP)

Как уже было сказано, IP обеспечивает ненадежную доставку дейтаграмм без установления соединения. Он был разработан как метод, который делает эффективным использование сетевых ресурсов. Протокол IP – это служба доставки с максимальными усилиями (best-effort), которая доставляет дейтаграмму от ее первоначального источника до ее конечного пункта назначения. Однако он имеет два дефекта: отсутствие контроля ошибок и отсутствие механизмов помощи в доставке.

Протокол IP не имеет механизма, сообщающего об ошибке или исправляющего ее. Протоколу IP также недостает ICMP-механизма запросов управления от хоста. Хост иногда должен определять, исправен ли маршрутизатор или другой хост. И иногда сетевой менеджер нуждается в информации от другого хоста или маршрутизатора.

Протокол управления сообщениями Интернета (ICMP – Internet Control Message Protocol) был разработан для компенсации этих вышеупомянутых дефектов. Это — спутник протокола IP. ICMP — протокол сетевого уровня. Однако он сам не передает сообщения непосредственно данных канальному уровню. Эти сообщения первыми инкапсулируются в дейтаграммы IP перед переходом к более низкому уровню (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Инкапсуляция сообщения ICMP

Значение поля протокола в дейтаграмме IP — это "1", оно указывает, что данные IP — это ICMP-сообщение.

Типы сообщений

ICMP-сообщения разделены на две широкие категории: отчет об ошибке сообщения и запрос, как это показано на рис. 6.2.

Рис. 6.2. Сообщения ICMP

Сообщение об ошибке переносит данные о проблемах, возникающих при обмене сообщениями, с которыми маршрутизатор или хост (пункт назначения) могут столкнуться, когда они обрабатывают пакет IP.

Сообщения запроса помогают хосту или сетевому менеджеру получить заданную информацию от маршрутизатора или другого хоста. Например, узлы могут обнаружить их соседей. Также хосты могут обнаружить и узнать о маршрутизаторах на их сети, и маршрутизаторы могут помочь узлу переадресовывать его сообщения. Таблица 6.1. перечисляет ICMP-сообщения в каждой категории.

Формат сообщения

ICMP-сообщение имеет 8-байтовый заголовок и раздел данных переменного размера. Хотя общий формат заголовка различен для каждого типа сообщения, первые 4 байта — общие для всех. Как показывает рис. 6.3., первое поле, ICMP, определяет тип сообщения. Поле кода определяет основание для конкретного типа сообщения. Последнее общее поле – это поле контрольной суммы. Остальная часть заголовка задана для каждого типа сообщения.

Рис. 6.3. Основной формат ICMP

Раздел данных в сообщениях об ошибках доставляет информацию для нахождения первоначального пакета, который содержит ошибку. В сообщениях запроса раздел данных доставляет дополнительную информацию, основанную на типе запроса.

Сообщения ошибки

Одна из главных обязанностей ICMP состоит в том, чтобы известить об ошибках. Хотя технологии передачи сегодня предоставляют для передачи все более и более достоверные среды, ошибки все еще существуют и должны быть обработаны. IP, как обсуждалось ранее, является ненадежным протоколом. ICMP был частично предназначен для компенсирования этого недостатка. Однако ICMP не исправляет ошибки, он просто извещает о них. Исправление ошибки оставляют протоколам высокого уровня. Сообщения об ошибках всегда посылают первоначальному источнику, потому что единственная информация, доступная в дейтаграмме о маршруте — адреса IP пункта назначения и источник. ICMP использует исходный адрес IP, чтобы послать сообщение об ошибках источнику дейтаграммы. Обрабатываются пять типов ошибок (рис. 6.4):

• пункт назначения недостижим,
• подавление источника,
• время истекло,
• проблемы параметра,
• переназначение.

Рис. 6.4. Типы сообщений отчета об ошибках

Все сообщения об ошибках содержат раздел данных (рис. 6.5), который включает заголовок IP первоначальной дейтаграммы плюс первые 8 байт данных в этой дейтаграмме. Первоначальный заголовок дейтаграммы добавляется, чтобы дать первоначальному источнику, который получает сообщение об ошибках, информацию непосредственно о самой дейтаграмме. Включены 8 байт данных, потому что, согласно форматам UDP- и TCP-протоколов, первые 8 байт обеспечивают информацию о номерах порта (UDP и TCP) и порядковом номере (TCP). Эта информация необходима, чтобы источник мог сообщить протоколам (TCP или UDP) об ошибке. ICMP формирует пакет данных об ошибке, который затем инкапсулируется в дейтаграмму IP (см. (рис. 6.5).

Рис. 6.5. Содержание поля данных для сообщения об ошибках