Протокол управления сообщениями Интернета (ICMP)

Краткие итоги

• Протокол управления сообщениями Интернета (ICMP – Internet Control Message Protocol) был разработан для устранения недостатков протокола IP — отсутствия контроля ошибок и отсутствия механизмов помощи в доставке.
• ICMP-сообщения разделены на две широких категории: отчет об ошибке сообщения и запрос.
• 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.
• Обрабатываются пять типов ошибок: пункт назначения недостижим, подавление источника, время истекло, проблемы параметра, переназначение.
• Сообщение "конечный пункт недостижим" посылается, когда маршрутизатор не может выбрать маршрут дейтаграмме или хост не может доставить дейтаграмму, она отклоняется и маршрутизатор или хост посылает назад к хосту источника, который ввел дейтаграмму.
• Сообщение подавления источника посылается источнику, когда маршрутизатор или хост удаляет дейтаграммы из-за перегрузки.
• Сообщение о превышении времени генерируется в двух случаях: Первый случай — когда пакет перемещается по петле или в цикле. Второй случай — когда все фрагменты, которые составляют сообщение, не достигают хоста пункта назначения в пределах некоторого срока.
• Если маршрутизатор или хост пункта назначения обнаруживают неоднозначное или отсутствующее значение в любом поле дейтаграммы, он удаляет его из дейтаграммы и посылает назад к источнику сообщение о проблемах параметра.
• Чтобы обновить таблицу маршрутизации, хост посылает сообщение переназначения другому хосту.
• В дополнение к сообщению ошибки, ICMP может также диагностировать некоторые сетевые проблемы. Это достигается с помощью сообщения запроса.
• Комбинация сообщений запроса эха и ответа эха определяет, могут ли две системы (хосты или маршрутизаторы) связаться друг с другом.
• Два устройства (хосты или маршрутизаторы) могут использовать запрос метки времени и сообщения запроса, метки времени и ответа, чтобы определить время прохождения "туда и обратно" (round–trip), необходимое для дейтаграммы IP.
• Адрес IP хоста содержит сетевой адрес, адрес подсети и идентификатор хоста. Хост может знать свой полный адрес IP, но он не может знать, какая часть адреса определяет сетевой и адрес подсети и какая часть соответствует идентификатору хоста. В этом случае хост нуждается в маске.
• Ходатайство маршрутизатора и сообщения извещения маршрутизатора могут помочь узнать, являются ли маршрутизаторы действующими и исправными.
• Блок-схема модулей ICMP содержит два модуля: модуль ввода и модуль вывода.

Задачи и упражнения

1. Хост A посылает запрос метки времени к хосту B и не получает ответ. Обсудите три возможных случая и соответствующие им действия.
2. IP-адрес рабочей станции – 198.123.46.219. Если маска подсети 255.255.255.192, каков идентификатор подсети? К какому классу принадлежит сеть?
3. Почему имеется ограничение на генерацию ICMP-сообщения в ответ на ошибочное ICMP-сообщение об ошибках?
4. Хост A посылает дейтаграмму хосту B. Хост B не получает дейтаграмму, а хост A не получает извещение об ошибке. Дайте два варианта объяснения, как это может произойти.
5. Какая цель включения IP-заголовка и 8 первых байт данных дейтаграммы в сообщение "отчет об ошибках"?
6. Каково максимальное значение указателя поля в сообщении "проблема параметров"?
7. Приведите примеры ситуаций, в которых никогда не будет получено сообщение "переназначение".
8. Составьте таблицу, показывающую, какие ICMP-сообщения посылаются маршрутизатором, какие — промежуточным хостом и какие — пунктом назначения.
9. Может ли вычисление времени передачи, времени приема, времени получения или времени передачи и приема (туда и обратно) иметь отрицательное значение? Почему да или почему нет? Приведите примеры.
10. Почему время прохождения пакета в одну сторону не равно времени прохождения "туда и обратно", деленному на два?
11. Каков минимальный размер IP-пакета? Каков максимальный размер IP-пакета?
12. Как можно определить пакет IP, если он включает в себя ICMP-сообщение?
13. Вычислите контрольную сумму для следующего ICMP-пакета:

    Тип: Эхо-запрос, Идентификатор: 123, Порядковый номер: 25, Сообщение: Hello.
14. Маршрутизатор получает IP-пакет с адресом источника 130.45.3.3 и адресом пункта назначения 201.23.4.6. Маршрутизатор не может найти адрес в таблице маршрутизации. Заполните поле IP-адреса пункта назначения (насколько вы можете) для сообщения ICMP.
15. TCP получает сегмент с адресом пункта назначения 234. TCP проверяет и не может найти порт, открытый для этого пункта назначения. Заполните поле для посылаемого в этом случае ICMP-сообщения.
16. ICMP-сообщение поступает с заголовком (шестнадцатеричным):

    03 0310 20 00 00 00 00

    Каков тип сообщения? Какой код? Какова цель сообщения?
17. Компьютер посылает запрос метки времени. Если его часы показывают 5:20:30 утра (Универсальное время), покажите входное сообщение.
18. Повторите 17 для времени 15:40: 30 (Универсальное время).
19. Компьютер получает запрос метки времени от другого компьютера в 14:34:20. Значение исходной метки времени 52,453,000. Если часы передатчика на 5 мсек. медленнее, каково время передачи в одну сторону?
20. Компьютер посылает запрос метки времени к другому компьютеру. Он получает соответствующую метку времени ответа 3:46:07. Значения исходной метки, полученной метки и промежуточной метки — 13,560,000, 13,562,000, 13,565,300 соответственно. Каково время распространения при передаче? Каково время получения? Какое время туда и обратно? Какова разность между генератором передатчика и приемника?
21. Два компьютера находятся на расстоянии 8000 км. Каково минимальное время для прохождения сообщения от одного к другому?

Дополнительный материал для прохождения тестирования к лекции, Вы можете скачать здесь.