概念

网际控制报文协议ICMP（Internet Control Message Protocol），是一个网络层协议，用于向高层协议（TCP或UDP）传递数据包的差错信息。ICMP虽然是一个网络层协议，但是和ARP/RARP协议不同的是，它是作为IP报文的数据部分传递给数据链路层的。

ICMP协议格式

icmp类型和代码.png

icmp类型和代码续.png

ICMP的报文格式如下：

icmp报文格式.png

ICMP报文的类型由类型字段和代码字段共同决定。
ICMP协议的类型分为两大类，查询报文和差错报文，查询报文总是成对出现。
校验和字段校验的范围是整个ICMP报文。
当发送一份ICMP差错报文时，报文始终包含IP的首部和产生ICMP差错报文的IP数据报的前8个字节。这样，接收ICMP差错报文的模块就会把它与某个特定的协议（根据IP数据报首部中的协议字段来判断）和用户进程（根据包含在IP数据报前8个字节中的TCP或UDP报文首部中的TCP或UDP端口号来判断）联系起来。
下面各种情况为了防止过去允许ICMP差错报文对广播分组响应所带来的广播风暴都不会导致产生ICMP差错报文：
（1）ICMP差错报文（ICMP查询报文可能会产生ICMP差错报文）。
（2）目的地址是广播地址多播地址的IP数据报。
（3）目的地址是广播地址多播地址的IP数据报。
（4）作为链路层广播的数据报。
（5）不是IP分片的第一片。
（6）源地址不是单个主机的数据报，即源地址不能为零地址、环回地址、广播地址或多播地址。

ping的原理

ping相关的ICMP报文如下：

type	code	message
0	0	Echo Reply
8	0	Echo Request
3	0	网络不可达
3	1	主机不可达
3	2	协议不可达
3	3	端口不可达
5	0	重定向

ping 的原理是通过向目的主机发送 ICMP Echo 请求报文，目的主机收到之后会发送 Echo 回答报文。ping 会根据时间和成功响应的次数估算出数据包往返时间以及丢包率。

tracert的原理

tracert基于报文头中的TTL值来逐跳跟踪报文的转发路径。为了跟踪到达某特定目的地址的路径，源端首先将报文的TTL值设置为1。该报文到达***个节点后，TTL超时，于是该节点向源端发送TTL超时消息，消息中携带时间戳。然后源端将报文的TTL值设置为2，报文到达第二个节点后超时，该节点同样返回TTL超时消息，以此类推，直到报文到达目的地。这样，源端根据返回的报文中的信息可以跟踪到报文经过的每一个节点，并根据时间戳信息计算往返时间。 Tracert是检测网络丢包及时延的有效手段，同时可以帮助管理员发现网络中的路由环路。