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一个新搭建好的网络，往往需要先进行一个简单的测试，来验证网络是否畅通；但是IP协议并不提供可靠传输。如果丢包了，IP协议并不能通知传输层是否丢包以及丢包的原因。 所以我们就需要一种协议来完成这样的功能–ICMP协议。
ICMP是控制协议，主要是因为IP协议有可能出现报文发送过程中的错误。譬如目标不可达，TTL过期，需要机制通知发送方错误原因。ICMP使得路由器和主机可以向发送方提供错误或者控制信息。
ICMP协议的功能主要有：
1. 确认IP包是否成功到达目标地址
2. 通知在发送过程中IP包被丢弃的原因
ICMP是基于IP协议工作的，但是它并不是传输层的功能，因此仍然把它归结为网络层协议。ICMP只能搭配IPv4使用，如果是IPv6的情况下, 需要是用ICMPv6。
ICMP报文包含在IP数据报中，IP报头在ICMP报文的最前面。一个ICMP报文包括IP报头（至少20字节）、ICMP报头（至少八字节）和ICMP报文（属于ICMP报文的数据部分）。当IP报头中的协议字段值为1时，就说明这是一个ICMP报文。ICMP报头如下图所示。
ICMP报文格式
有多种不同的ICMP报文，每种报文都有自己的格式，但是所有的ICMP报文都有三个共同的字段：
TYPE(8-bit): identifies the message
CODE(8-bit): provides further information about the message type
CHECKSUM(16-bit)
In addition, ICMP messages that report errors always include the header and the first 64 data bits of the datagram causing the problem.
Type的类型及含义：
值得注意的是，ICMP ECHO （也即我们所熟悉的ping），
类型是0，是回复
类型是8，是请求
ping用于探测主机的可达性，报文格式如下：
ping命令比较简单，所以不需要更多指示信息，当Type=3（目的不可达unreachable)时，code字段可以指示更多信息
0:network unreachable
1:host unreachable
2:protocol unreachable
3:port unreachable
4:fragmentation needed and DF(don’t fragment) set
5: source route failed
再看TTL过期的例子。可以看出这是对ICMP echo request的回复。同样包括20个字节的IP包头；8字节的ICMP报文头；以及56字节的数据。Type=11(Time to live exceeded)
数据包：
路由器之间会经常交换信息，以适应网络拓扑的变化，保持最优路由。但是主机一般不会这样做。所以，一条基本的原则是：主机会假设路由器的信息更权威，路由器总是对的。
主机在路由设置的时候，最开始只有一条默认的路由信息，然后当，接收到路由器通知它改变路由的时候，会更新自己的路由表。
在什么情况下，路由器会向主机发送更新路由表的通知呢？
在以下情况下，网关会向主机发送重定向消息。
网关G1从网关所连接的网络上的主机接收互联网数据报。 网关G1检查其路由表，并在到数据报的因特网目的地网络X的路由上获得下一个网关G2的地址。
如果G2和由数据报的因特网源地址识别的主机在同一网络上，则向主机发送重定向消息。 重定向消息建议主机将其网络X的流量直接发送到网关G2，因为这是到目的地的较短路径。
网关将原始数据报的数据转发到其互联网目的地。
在上面的情况中，主机的IP地址是10.0.0.100；主机的路由表中默认网关是10.0.0.1；现在主机100要向网络X发送数据包。根据自己的默认网关，100将数据发给了G1。G1检查自己的路由表，发现要到达网络X，需要经过G2 10.0.0.2。G1会将数据包转发给G2，同时发现数据包的源地址10.0.0.100和G2在同一个网段上，因此G1会知道，100应该将到网络X的数据包直接发给G2。这样的话，100的路由距离会更短。
因为主机100相信G1，所以它会更新自己的路由表，将到达网络X的路由改成是G2。
Smurf攻击是一种分布式拒绝服务攻击，其中使用IP广播地址将具有预期受害者的欺骗源IP的大量互联网控制消息协议（ICMP）分组广播到计算机网络。 默认情况下，网络上的大多数设备都会通过向源IP地址发送回复来对此做出响应。 如果网络上接收和响应这些数据包的机器数量非常大，受害者的计算机将忙于处理ping回复包。 这可能会使受害者的计算机变慢，无法继续工作。
如何防止Smurf攻击呢？
配置各个主机和路由器不响应ICMP请求或广播；
或者配置路由器不转发定向到广播地址的数据包。 直到1999年，标准要求路由器默认转发此类数据包。 从那时起，默认标准被更改为不转发此类数据包。
如RFC 791中所定义的，包括IP报头的IPv4分组的最大分组长度是65,535（2^16-1）字节，这是因为在IP包头中使用16比特来描述总分组长度的限制。
底层数据链路层几乎总是限制最大帧大小（MTU）。在以太网中，这通常是1500字节。在这种情况下，大的IP分组被分成多个IP分组（也称为IP分段），因此每个IP分段将匹配强加的限制。 IP分段的接收器将它们重新组装成完整的IP分组，并将继续照常处理它。
当执行分段时，每个IP分段需要携带有关它包含的原始IP分组的哪个部分的信息。此信息保存在IP标头中的“片段偏移（FO）”字段中。该字段长度为13位，包含原始IP数据包中当前IP片段中数据的偏移量。偏移量以8个字节为单位给出。这允许最大偏移量为65,528（（ [公式] -1）* 8）。然后，当添加20个字节的IP头时，最大值将为65,548字节，超过最大帧大小。这意味着具有最大偏移量的IP片段应该具有不大于7个字节的数据，否则它将超过最大分组长度的限制。恶意用户可以发送具有最大偏移量的IP片段，并且发送的数据远远超过8个字节（与物理层允许的数据量一样大）。
当接收器组装所有IP分段时，它将以一个大于65,535字节的IP数据包结束。这可能会溢出接收器为数据包分配的内存缓冲区，并可能导致各种问题。
从上面的描述中可以明显看出，该问题与ICMP无关，ICMP仅用作有效载荷。这是IP分段的重组过程中的问题，其可以包含任何类型的协议（TCP，UDP，IGMP等）。
纠正这个问题可以在重组过程中添加检查。检查每个传入的IP片段确保每个IP片段的IP头中的“片段偏移”和“总长度”字段的总和小于或等于65,535。如果总和更大，则数据包无效，并忽略IP片段。此检查由某些防火墙执行，以保护未修复错误的主机。解决该问题的另一个方法是使用大于65,535字节的内存缓冲区来重新组装数据包。 （这实际上违反了规范，因为它增加了对大于允许的数据包的支持。）
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原文地址：https://www.cnblogs.com/rookieDanny/p/13228674.html
