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# 12.8 网际控制报文协议（ICMP）

网际控制报文协议（ICMP）\[Postel, 1981c] 是 IP 的控制与错误报文协议。尽管它在输入输出操作上像 UDP 一样叠在 IP 之上，实际上却是 IP 不可分割的一部分。与 UDP 报文不同，多数 ICMP 报文由内核接收并处理。ICMP 报文也可以用原始 IP 套接字收发（见 11.7 节）。

ICMP 报文分三大类。第一类是各种错误：它们可能发生在网络中的任何地方，也可以向引发错误的分组的始发者报告，包括路由失败（网络或主机不可达）、分组中生存时间字段耗尽，或目的主机报告目标协议或端口号不可用。第二类可视为网关到主机的控制报文：报告输出过量和丢包的源熄灭报文，以及路由重定向——后者告知主机，经由另一个网关到某个主机或网络有更好的路由。最后一类是网络管理、测试和测量分组：网络地址请求与应答、网络掩码请求与应答、回显请求与应答、时间戳请求与应答。

入局 ICMP 报文要求的一切动作和应答都由内核 ICMP 层完成。ICMP 分组经正常的协议输入入口从 IP 收到——ICMP 有自己的 IP 协议号。ICMP 输入例程拟定对任何请求的响应，把应答交给 `ip_output()` 返还给发送者。收到错误指示或源熄灭时，用 `sockaddr` 结构构造一个通用地址，地址和错误码经 `pfctlinput()` 报告给每个网络协议的控制输入入口 `pr_ctlinput()`。

重定向报文指示的路由变化由 `rtredirect()` 例程处理：核实收到报文的网关正是目的地当前使用的下一跳网关，并检查新网关在直接相连的网络上。测试通过则相应修改内核路由表：新路由与旧路由范围相当（如都是到目的地网络的路由）时，路由中的网关改为新网关；新路由范围更小（用了网络路由却收到主机重定向，或旧路由用的是通配路由）时，在内核表中创建新路由。经重定向创建或修改的路由分别标记 RTF\_DYNAMIC 和 RTF\_MODIFIED。路由表一更新，就用 `pfctlinput()` 以重定向代码（而非错误代码）通知协议。收到重定向时，TCP 和 UDP 只是清除协议控制块中缓存的路由；套接字上下一个分组将重新分配路由，若新路由现在是最佳路由则选中它。

入局 ICMP 报文由内核处理完毕后交给 `raw_input()` 供任何 ICMP 原始套接字使用。原始套接字也可用来发送 ICMP 报文。底层网络测试程序 **ping** 的工作方式是在原始套接字上发送 ICMP 回显请求，并监听相应的应答。

其他 Internet 网络协议也使用 ICMP 生成错误报文。UDP 只发 ICMP 端口不可达错误报文，TCP 用别的手段报告这类错误。但 IP 能检测出多种错误，在用作 IP 网关的系统上尤其如此。`icmp_error()` 函数针对一个 IP 分组构造指定类型的错误报文。多数错误报文含引发错误的原分组的一部分，加上错误的类型与代码。原分组的接收接口的身份也传给 `icmp_error()`，以防原分组的目的地是别的主机（转发时就是这样）：错误报文的源地址可以设为离始发主机最近（或与始发主机共享）的网络上的网关地址。此外，IP 通过收到该分组的同一网络接口转发分组时，若始发主机也在该网络上，就可以向它发送重定向报文。`icmp_error()` 例程对重定向报文额外接受一个参数——主机要使用的新网关地址。


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