ICMP

ICMP (angļu: Internet Control Message Protocol - "interneta vadības ziņojumu protokols") - tīkla slāņa protokols, kas ietilpst TCP/IP stekā. Šo protokolu izmanto, lai informētu par kļūdām un citiem gadījumiem, kas radušies datu pārraides laikā. Tāpat ICMP izmanto, lai sūtītu testu paketes un citus informatīvos ziņojumus.

Tehniskās detaļas

ICMP ir definēts RFC 792 (ar papildinājumiem RFC 950). Tas ir IP protokola neatņemama sastāvdaļa. ICMP versija IPv4 tiek saukta par ICMPv4, IPv6 ir ekvivalents protokols - ICMPv6.

ICMP ziņojumi tiek inkapsulēti IP datagrammās, bet tas, tāpat kā UDP, negarantē mērķa sasniegšanu.

Daudzi tīkla diagnosticēšanas rīki izmanto ICMP. Piemēram, komanda traceroute sūta īpaši sagatavotas UDP datagrammas un gaida ICMP atbildes "Time to live exceeded in transit" vai "Destination unreachable". Savukārt rīks ping izmanto ICMP "Echo" un "Echo reply" paziņojumus.

ICMP paketes struktūra

**ICMP paketes formāts**
Biti	0 — 7								8 — 15								16 — 31
0	Tips								Kods								Kontrolsumma
32	Specifiskie tipa dati

Tips (Type) - 8 bitu lauks, kurā norādīts ICMP paziņojuma tips (sk. zemāk sarakstu);
Kods (Code) - 8 bitu lauks, kurā norāda vienu no vairākām iespējamām funkcijām šim tipam;
Kontrolsumma (Checksum) - 16 biti, paketes kontrolsumma;
Specifiskie tipa dati (Type-Specific Data) - papildu dati, atkarīgi no tipa un koda.

ICMP paziņojumu tipu saraksts

0 - Echo Reply
1 - Rezervēts
2 - Rezervēts
3 - Destination Unreachable
4 - Source Quench
5 - Redirect Message
6 - Alternate Host Address
7 - Rezervēts
8 - Echo Request
9 - Router Advertisement
10 - Router Solicitation
11 - Time Exceeded
12 - Parameter Problem
13 - Timestamp
14 - Timestamp Reply
15 - Information Request
16 - Information Reply
17 - Address Mask Request
18 - Address Mask Reply
19 - Rezervēts drošībai
20-29 - Rezervēti eksperimentiem
30 - Traceroute
31 - Datagram Conversion Error
32 - Mobile Host Redirect
33 - IPv6 Where-Are-You
34 - IPv6 Here-I-Am
35 - Mobile Registration Request
36 - Mobile Registration Reply
38 - Domain Name Reply
39 - SKIP Algorithm Discovery Protocol
40 - Photuris, Security failures
41 - ICMP eksperimentaliem protokoliem, piem., Seamoby [RFC4065]
42-255 - Rezervēti

Kontroles ziņas

Kontroles ziņojumi tiek identificēti pēc to vērtības tipa laukā. Koda lauks sniedz papildu informāciju par kontekstu. Daži kontroles ziņojumi ir novecojuši kopš protokols tika ieviests.

Būtiski vadības ziņojumi^[1]^[2]
Tips	Kods	Statuss	Apraksts
0 – Echo Reply^[3]^:14	0		Echo reply (used to ping)
1 and 2		unassigned	Reserved
3 – Destination Unreachable^[3]^:4	0		Destination network unreachable
	1		Destination host unreachable
	2		Destination protocol unreachable
	3		Destination port unreachable
	4		Fragmentation required, and DF flag set
	5		Source route failed
	6		Destination network unknown
	7		Destination host unknown
	8		Source host isolated
	9		Network administratively prohibited
	10		Host administratively prohibited
	11		Network unreachable for ToS
	12		Host unreachable for ToS
	13		Communication administratively prohibited
	14		Host Precedence Violation
	15		Precedence cutoff in effect
4 – Source Quench	0	deprecated	Source quench (congestion control)
5 – Redirect Message	0		Redirect Datagram for the Network
	1		Redirect Datagram for the Host
	2		Redirect Datagram for the ToS & network
	3		Redirect Datagram for the ToS & host
6		deprecated	Alternate Host Address
7		unassigned	Reserved
8 – Echo Request	0		Echo request (used to ping)
9 – Router Advertisement	0		Router Advertisement
10 – Router Solicitation	0		Router discovery/selection/solicitation
11 – Time Exceeded^[3]^:6	0		TTL expired in transit
11 – Time Exceeded^[3]^:6	1		Fragment reassembly time exceeded
12 – Parameter Problem: Bad IP header	0		Pointer indicates the error
	1		Missing a required option
	2		Bad length
13 – Timestamp	0		Timestamp
14 – Timestamp Reply	0		Timestamp reply
15 – Information Request	0	deprecated	Information Request
16 – Information Reply	0	deprecated	Information Reply
17 – Address Mask Request	0	deprecated	Address Mask Request
18 – Address Mask Reply	0	deprecated	Address Mask Reply
19		reserved	Reserved for security
20 through 29		reserved	Reserved for robustness experiment
30 – Traceroute	0	deprecated	Information Request
31		deprecated	Datagram Conversion Error
32		deprecated	Mobile Host Redirect
33		deprecated	Where-Are-You (originally meant for IPv6)
34		deprecated	Here-I-Am (originally meant for IPv6)
35		deprecated	Mobile Registration Request
36		deprecated	Mobile Registration Reply
37		deprecated	Domain Name Request
38		deprecated	Domain Name Reply
39		deprecated	SKIP Algorithm Discovery Protocol, Simple Key-Management for Internet Protocol
40			Photuris, Security failures
41		Veidne:Table-experimental	ICMP for experimental mobility protocols such as Seamoby [RFC4065]
42 – Extended Echo Request^[4]	0		No Error
43 – Extended Echo Reply^[4]	0		No Error
	1		Malformed Query
	2		No Such Interface
	3		No Such Table Entry
	4		Multiple Interfaces Satisfy Query
44 through 252		unassigned	Reserved
253		Veidne:Table-experimental	RFC3692-style Experiment 1 (RFC 4727)
254		Veidne:Table-experimental	RFC3692-style Experiment 2 (RFC 4727)
255		reserved	Reserved

Avota dzēšana

Avota dzēšana pieprasa, lai sūtītājs samazinātu ziņojumu skaitu, kas tiek nosūtīti uz maršrutētāju vai resursdatoru. Šis ziņojums var tikt ģenerēts, ja maršrutētājam vai resursdatoram nav pietiekamas bufertelpas, lai apstrādātu pieprasījumu, vai arī, ja maršrutētājam vai resursdatoram buferis tuvojas ierobežojumam.

Dati tiek nosūtīti ļoti ātri no resursdatora vai no vairākiem resursdatoriem vienlaikus uz noteiktu maršrutētāju tīklā. Lai gan maršrutētājam ir bufera iespējas, buferēšana ir ierobežota noteiktā diapazonā. Maršrutētājs nevar sarakstīt vairāk datu nekā ierobežotās bufertelpas ietilpība. Tādējādi, ja rinda tiek aizpildīta, ienākošie dati tiek atmesti, līdz rinda vairs nav pilna. Bet, tā kā tīkla slānī nav neviena apliecinājuma mehānisma, klients nezina, vai dati ir veiksmīgi sasnieguši galamērķi. Tādēļ tīkla slānim jāveic daži koriģējoši pasākumi, lai izvairītos no šādām situācijām. Šie pasākumi tiek saukti par avota dzēšanu. Avota dzēšanas mehānismā maršrutētājs redz, ka ienākošo datu pārraides ātrums ir daudz ātrāks nekā izejošo datu pārraides ātrums, un nosūta klientiem ICMP ziņojumu, informējot, ka ir jāpalēnina datu pārsūtīšanas ātrums vai jāgaida noteikts laiks, pirms mēģināt nosūtīt vairāk datu. Kad klients saņem šo ziņojumu, tas automātiski palēnina izejošo datu pārraides ātrumu vai gaida pietiekami daudz laika, kas maršrutētājam ļauj iztukšot rindu. Tādējādi avota dzēšanas ICMP ziņojums darbojas kā plūsmas vadība tīkla slānī.

Tā kā pētījumi liecināja, ka “ICMP avota dzēšana [bija] neefektīvs (un negodīgs) pretlīdzeklis pārslodzes gadījumā”,^[5] RFC 1812 1995. gadā noraidīja maršrutētāju veikto avota dzēšanas ziņojumu izveidi. Turklāt RFC 6633 no 2012. gada ir noraidījusi ziņojumu par avotu dzēšanu nosūtīšanu un jebkāda veida reakciju uz tiem.

Avota dzēšanas ziņojums^[3]^:9
00	08	16
Tips = 4	Kods = 0	Kontrolsumma
nelietots
IP galvene un pirmie 8 baiti oriģinālo datu

Kur:

Tipam jābūt iestatītam uz 4

Kodam jābūt iestatītam uz 0

Sūtītājs izmanto IP galveni un papildu datus, lai saskaņotu atbildi ar saistīto pieprasījumu

Novirzīšana

Novirzīšanas pieprasījumu datu paketes tiek nosūtītas alternatīvā maršrutā. ICMP novirzīšana ir maršrutētāju mehānisms, kas nodrošina maršrutēšanas informāciju resursdatoriem. Ziņojums informē resursdatoru, lai atjauninātu maršruta informāciju (lai nosūtītu paketes alternatīvā maršrutā). Ja resursdators mēģina nosūtīt datus caur maršrutētāju (R1) un R1 nosūta datus ar citu maršrutētāju (R2) un tiešais ceļš no resursdatora uz R2 ir pieejams (tas ir, resursdators un R2 atrodas vienā Ethernet segmentā), tad R1 nosūtīs novirzīšanas ziņojumu, lai informētu resursdatoru, ka labākais maršruts galamērķim ir pa R2. Pēc tam resursdatoram jānosūta paketes adresātam tieši uz R2. Maršrutētājs joprojām nosūtīs sākotnējo datu failu uz paredzēto galamērķi.^[6] Tomēr, ja datagramma satur maršruta informāciju, šis ziņojums netiks nosūtīts pat tad, ja būs pieejams labāks maršruts. RFC 1122 nosaka, ka novirzītāji ir jāsūta tikai pa vārtejām, un tos nedrīkst sūtīt interneta saimnieki.

Novirzīšanas ziņojums^[3]^:11
00	08	16
Tips = 5	Kods	Kontrolsumma
IP adrese
IP galvene un pirmie 8 baiti oriģinālo datu

Kur:

Tipam jābūt iestatītam uz 5.

Kods norāda novirzīšanas iemeslu. Var būt viens no šiem:

Kods	Apraksts
0	Redirect for Network
1	Redirect for Host
2	Redirect for Type of Service and Network
3	Redirect for Type of Service and Host

IP adrese ir vārtejas 32 bitu adrese, uz kuru jānosūta novirzīšana.

IP galvene un papildu dati ir iekļauti, lai ļautu resursdatoram saskaņot atbildi ar pieprasījumu, kas izraisīja novirzīšanas atbildi.

Pārsniegts laiks

Laiku, kas tiek pārsniegts, ģenerē vārteja, kas informē izbrāķētās datagrammas avotu, jo "dzīvošanas" laiks, kas vajadzīgs, lai sāktu darbu, sasniedz nulli. Ziņojums, kas pārsniegts laikā, var tikt nosūtīts arī no resursdatora, ja tā laikā neizdodas atkārtoti samontēt fragmentētu datagrammu. Pārsniegto laiku ziņojumi tiek izmantoti traceroute utilītā, lai noteiktu ceļa vārtejas starp diviem resursdatoriem.

Pārsniegtā laika ziņojums^[3]^:5
00	08	16
Tips = 11	Kods	Kontrolsumma
nelietots
IP galvene un pirmie 8 baiti oriģinālo datu

Kur:

Tipam jābūt iestatītam uz 11

Kods norāda pārsniegtās laika ziņas iemeslu:

Kods	Apraksts
0	Time-to-live exceeded in transit.
1	Fragment reassembly time exceeded.

IP galvene un pirmie 64 biti oriģinālajā vērtumā tiek izmantoti avota resursdatorā, lai saskaņotu pārsniegto laiku ar atmesto datagrammu. Augstākā līmeņa protokoliem, piemēram, UDP un TCP, 64 bitu lietderīgā slodze ietvers izmestās paketes avotu un mērķa portus.

Laika zīmogs

Laika zīmogu izmanto laika sinhronizācijai. Sākuma laika zīmogs tiek iestatīts uz laiku (milisekundēs kopš pusnakts), kad sūtītājs pēdējo reizi pieskārās paketei. Saņemšanas un nosūtīšanas laika zīmogi netiek izmantoti.

Laika zīmoga ziņojums^[3]^:15
00	08	16
Tips = 13	Kods = 0	Kontrolsumma
Identifikators		Kārtas numurs
Izcelsmes laika zīmogs
Saņemšanas laika zīmogs
Nosūtīšanas laika zīmogs

Kur:

Tipam jābūt iestatītam uz 13

Kodam jābūt iestatītam uz 0

Klients var izmantot identifikatoru un secības numuru, lai saskaņotu laika zīmoga atbildi ar laika zīmoga pieprasījumu.

Izcelsmes laika zīmogs ir milisekunžu skaits kopš Universālā laika (UT) pusnakts. Ja UT atsauce nav pieejama, visnozīmīgāko bitu var iestatīt, lai norādītu nestandarta laika vērtību.

Laika zīmoga atbilde

Laika zīmoga atbilde atbild uz laika zīmoga ziņojumu. Tas sastāv no sākuma laika zīmoga, ko nosūta laika zīmoga sūtītājs, kā arī saņemšanas laika zīmogs, kas norāda laika zīmoga saņemšanas laiku, un nosūtīšanas laika zīmoga, kas norāda, kad laika zīmoga atbilde tika nosūtīta.

Laika zīmogs atbilde^[3]^:15
00	08	16
Tips = 14	Kods = 0	Kontrolsumma
Identifikators		Secības numurs
Izcelsmes laika zīmogs
Saņemšanas laika zīmogs
Nosūtīšanas laika zīmogs

Kur:

Tipam jābūt iestatītam uz 14

Kodam jābūt iestatītam uz 0

Klients var izmantot identifikatoru un secības numuru, lai saskaņotu atbildi ar pieprasījumu, kas izraisīja atbildi.

Izcelsmes laika zīmogs ir laiks, kad sūtītājs pēdējo reizi ir pieskāries ziņojumam pirms tā nosūtīšanas.

Saņemšanas laika zīmogs ir laiks, kad atbalsis pirmoreiz pieskārās, to saņemot.

Raidīšanas laika zīmogs ir laiks, kad atbalsis pēdējo reizi pieskārās ziņojumam, to nosūtot.

Visi laika zīmogi kopš Universālā laika pusnakts ir milisekundēs. Ja laiks nav pieejams milisekundēs vai to nevar nodrošināt attiecībā uz pusnakti UT, tad jebkuru laiku var ievietot laika zīmogā, ja arī laika zīmoga augstas secības bits ir iestatīts, lai norādītu šo nestandarta vērtību.

Adreses maskas pieprasījums

Adrešu maskas pieprasījumu parasti nosūta serveris maršrutētājam, lai iegūtu atbilstošu apakštīkla masku. Adresātiem uz šo ziņojumu ir jāatbild ar adreses maskas atbildes ziņojumu.

Address mask request
00	08	16
Tips = 17	Kods = 0	Kontrolsumma
Identifikators		Secības numurs
Adreses maska

Kur:

Tipam jābūt iestatītam uz 17

Kodam jābūt iestatītam uz 0

Adreses masku var iestatīt uz 0

ICMP adrešu maskas pieprasījumu var izmantot kā daļu no izlūkošanas uzbrukuma, lai apkopotu informāciju par mērķa tīklu, tāpēc ICMP adrešu maskas atbilde pēc noklusējuma ir atspējota Cisco IOS.^[7]

Adreses maskas atbilde

Adreses maskas atbildi izmanto, lai atbildētu uz adreses maskas pieprasījuma ziņojumu ar atbilstošu apakštīkla masku.

Adreses maskas atbilde
00	08	16
Tips = 18	Kods = 0	Kontrolsumma
Identifikators		Secības numurs
Adreses maska

Kur:

Tipam jābūt iestatītam uz 18

Kodam jābūt iestatītam uz 0

Adreses maska jāiestata uz apakštīkla masku

Galamērķis nav sasniedzams

Galamērķi, kas nav sasniedzams, ģenerē resursdators vai tā ienākošā vārteja,^[3] lai informētu klientu, ka galamērķis kāda iemesla dēļ nav sasniedzams. Mērķa nesasniedzams ziņojums var tikt ģenerēts TCP vai UDP rezultātā. Nesasniedzamie TCP porti jo īpaši reaģē ar TCP RST (RST - (Reset) aiztaisa savienojumu piespiedu kārtā, šo lieto arī lai atteiktu savienojumu), nevis galamērķi, kas nav sasniedzams 3. tipam, kā varētu cerēt.

Kļūda netiks ģenerēta, ja sākotnējam datu avotam ir multiraides galamērķa adrese. Šī ziņojuma iemesli var būt šādi: fiziskais savienojums ar resursdatoru nepastāv (attālums ir bezgalīgs); norādītais protokols vai ports nav aktīvs; datiem jābūt fragmentētiem, bet karodziņš 'nefragmentēt' ir ieslēgts.

Nesasniedzamā galamērķa ziņojums^[3]^:3
00	08	16
Tips = 3	Kods	Kontrolsumma
nelietots		Next-hop MTU
IP galvene un pirmie 8 baiti oriģinālo datu

Kur:

Tipa laukam (Biti 0-7) jābūt iestatītam uz 3

Koda lauku (8. –15. biti) izmanto, lai norādītu kļūdas tipu, un tas var būt:

Kods	Apraksts
0	Network unreachable error.
1	Host unreachable error.
2	Protocol unreachable error (the designated transport protocol is not supported).
3	Port unreachable error (the designated protocol is unable to inform the host of the incoming message).
4	The datagram is too big. Packet fragmentation is required but the 'don't fragment' (DF) flag is on.
5	Source route failed error.
6	Destination network unknown error.
7	Destination host unknown error.
8	Source host isolated error.
9	The destination network is administratively prohibited.
10	The destination host is administratively prohibited.
11	The network is unreachable for Type Of Service.
12	The host is unreachable for Type Of Service.
13	Communication administratively prohibited (administrative filtering prevents packet from being forwarded).
14	Host precedence violation (indicates the requested precedence is not permitted for the combination of host or network and port).
15	Precedence cutoff in effect (precedence of datagram is below the level set by the network administrators).

Next-hop MTU laukā (48. –63. biti) ir next-hop tīkla MTU, ja rodas 4. koda kļūda.

(Next-hop - nākamais tuvākais maršrutētājs, kuram var tikt izmantota pakete)

Ir iekļauta IP galvene un papildu dati, kas ļauj klientam saskaņot atbildi ar pieprasījumu, kas izraisīja mērķa nesasniedzamo atbildi.

Skatīt arī

Ping

Atsauces

↑ «IANA ICMP Parameters». Iana.org. 2012-09-21. Skatīts: 2013-01-07.
↑ Kurose, J.F, Ross, K.W. Computer Networking: A Top-Down Approach,. World student series. Addison-Wesley, 2006. ISBN 9780321418494.
↑ ^3,00 ^3,01 ^3,02 ^3,03 ^3,04 ^3,05 ^3,06 ^3,07 ^3,08 ^3,09 Veidne:Cite rfc
↑ ^4,0 ^4,1 Veidne:Cite IETF
↑ Veidne:IETF RFC
↑ «When Are ICMP Redirects Sent?». Cisco Systems. 2008-06-28. Skatīts: 2013-08-15.
↑ «Cisco IOS IP Command Reference, Volume 1 of 4: Addressing and Services, Release 12.3 - IP Addressing and Services Commands: ip mask-reply through ip web-cache». Cisco Systems. Arhivēts no oriģināla, laiks: 2013-01-02. Skatīts: 2013-01-07.

RFCs

RFC 792, Internet Control Message Protocol
RFC 950, Internet Standard Subnetting Procedure
RFC 1016, Something a Host Could Do with Source Quench: The Source Quench Introduced Delay (SQuID)
RFC 1122, Requirements for Internet Hosts – Communication Layers
RFC 1716, Towards Requirements for IP Routers
RFC 1812, Requirements for IP Version 4 Routers

Ārējās saites

[1] «IANA ICMP Parameters». Iana.org. 2012-09-21. Skatīts: 2013-01-07.

[2] Kurose, J.F, Ross, K.W. Computer Networking: A Top-Down Approach,. World student series. Addison-Wesley, 2006. ISBN 9780321418494.

[rfc792-3] 3,00 ^3,01 ^3,02 ^3,03 ^3,04 ^3,05 ^3,06 ^3,07 ^3,08 ^3,09 Veidne:Cite rfc

[RFC_8335-4] 4,0 ^4,1 Veidne:Cite IETF

[5] Veidne:IETF RFC

[6] «When Are ICMP Redirects Sent?». Cisco Systems. 2008-06-28. Skatīts: 2013-08-15.

[7] «Cisco IOS IP Command Reference, Volume 1 of 4: Addressing and Services, Release 12.3 - IP Addressing and Services Commands: ip mask-reply through ip web-cache». Cisco Systems. Arhivēts no oriģināla, laiks: 2013-01-02. Skatīts: 2013-01-07.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]