實驗12 網際控制報文協議ICMP的應用

一、實驗目的

驗證ping命令和tracert命令的工作原理。

二、實驗環境

·Cisco Packet Tracer模擬器

三、實驗過程

1.構建網絡拓撲并進行信息標注，將所需要配置的IP地址寫在對應的主機或者路由器旁邊，如圖1所示。

圖1 網絡拓撲

2.配置主機H1，H2的IP地址、路由器的IP地址、子網掩碼、靜態路由，如圖2，3，4所示。

圖2 主機IP地址以及子網掩碼配置

圖3 路由器端口IP地址配置

圖4 路由器靜態路由配置

3.觀察主機H1-H2是否能正常通信，判斷拓撲是否建立成功，配置正確，讓主機H1使用ping 192.168.1.1與主機H2通信，結果如圖5所示。經過兩次超時，是因為經過了兩個路由器，有兩次ARP的影響。

圖5 H1與H2之間的通信

4.跟蹤數據報從H1到達H2經過了哪些路由器，通過命令tracter 192.168.1.1來查看，結果如圖6所示。圖中給出了經過各個路由器的相關端口。

圖6 數據包到達H2經過的路徑

5.切換到仿真模式下H2 pingH1，如圖7所示，觀察ping命令是如何通過ICMP實現的，并且過濾協議，只保留ICMP協議，主機H2的封裝細節如圖8所示，PING進程創建了一個ICMP“回送請求”報文并將其傳送給下層進程。

圖7 讓主機H2ping主機H1

圖8 在主機H2上的PDU信息

6.點擊捕獲前進，當數據包到達主機H1時，查看封裝的PDU細節，如圖

9所示。此時ICMP收到的數據包是一個ICMP數據包，此時ICMP進程將會對其處理，ICMP進程收到一個“回送請求”報文，

圖9 主機H1上的PDU信息

7.點擊捕獲前進，當主機H2收到響應報文之后，第一次ICMP請求就結束了，如圖10所示。

圖10 第一次ICMP請求報文結束

8.仿真模式下H1tracertH2，如圖11所示，觀察tracert命令是如何通過ICMP實現的，再查看主機H1上的PDU信息，如圖12所示。Trace route進程啟動下一個追蹤，Trace route進程創建一個ICMP“回送請求”報文并將其發送給下一層進程。

圖11 仿真模式下H1tracertH2

圖12 查看主機H1的PDU信息

9.再次查看主機H1上的出站PDU詳情，發現TTL字段被設置成為了1，如圖13所示。這說明當轉發到下一個路由器的時候，就會將TTL減1，也就是置為0，那么此時路由器就會丟棄這個ICMP報文，如圖14所示，并給源主機H1發送一個ICMP差錯報告（類型是時間超過），此時查看路由器上的PDU信息，如圖15所示。設備發送一個ICMP“時間超過”報文。

圖13 出站PDU中的TTL被設置成1

圖14 路由器丟棄這個ICMP報文

圖15 路由器上的PDU信息

10.主機H1獲取路徑上的第一個路由器需要發送三個ICMP報文，并且也要收到三個ICMP響應報文才算找到第一個路由器，如下圖所示，第一個路由器的IP地址為192.168.0.254，如圖16所示。

圖16 主機H1找到第一個路由器

11.同理，主機H1要找到第二個路由器，就需要將TTL的值設置為2，然后就去找找到的話，也是需要進行三次ICMP報文的傳送以及收到三個ICMP報文的響應，才算找到第二個路由器，如圖17所示。同理找到第三個路由器，主機H1將TTL字段設置為3，找到第三個路由器如圖18所示。

圖17 主機H1找到第二個路由器

圖18 主機H1找到第三個路由器

四、實驗小結

1. Ping命令和tracert命令都是基于網際控制報文協議（ICMP）實現的。Ping命令用于測試主機之間、主機與路由器之間以及路由器與路由器之間的連通性。而tracert命令則用于探測從源主機到目的主機之間經過的路由器路徑。

2. Ping命令利用ICMP中的詢問報文機制，源主機發送ICMP請求報文，目的主機則返回相應的應答報文，以確認連通性。

3. 使用tracert命令時，發出的數據包的生存時間（TTL）初始值為1。當數據包經過第一個路由器時，TTL值減1，變為0，此時數據包會被丟棄，并向源主機發送一個ICMP差錯報告（“時間超過”報文），從而告知源主機該數據包未能成功到達目的地。

4. tracert命令不僅依賴于詢問報文，還利用差錯報文來獲取路徑信息，從而逐步確定源主機到目的主機之間的路由路徑。