Ping的整个过程。ICMP报文是什么

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本文详细介绍了ICMP协议在网络层的作用以及Ping命令的具体工作流程，包括如何通过ICMP发送请求与响应，以及ARP解析过程。

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为了提高IP数据报交付成功机会，在网络层使用过了网际控制报文协议（ICMP）来允许主机或路由器报告差错和异常情况。ICMP报文作为IP层数据报的数据，加上数据报首部，组成IP数据报发出去。ICMP协议是IP层协议。

假设有两台主机`PC1`和`PC2`，如下：

```
         PC1－－－－－－－－－－－－PC2     
         IP：192.168.1.1      IP：192.168.1.2
```

`Ping`的过程如下：
> - `PC1`在应用层发起个目标`IP`为`192.168.1.2`的`Ping`请求。
> - 直接使用网际层的`ICMP`协议，不经过传输层。
> - 网际层接收来处上层的数据后，根据`ICMP`协议进行封装，添加`PC1`的`IP`为源`IP`和`PC2`的`IP`为目标`IP`后封装成数据包。下传到网络接口层。
> - 网络接口层接收数据包后，进行封装，源`MAC`地址为`PC1`的`MAC`地址，目标`MAC`地址则查询自己的`ARP`缓存表获取。如果`PC1`的`ARP`缓存表中没有目标`IP`对应的`MAC`地址，则`PC1`发出一个`ARP`广播报文。`ARP`报文中源`MAC`地址为`PC1`的`MAC`地址，源`IP`地址为`PC1`的`IP`，所要请求的是`PC2`的`IP`对应的`MAC`地址。
> - `PC2`收到`ARP`广播后，进行解封装，发现所请求的`MAC`地址是自己的。则`PC2`将`PC1`的`MAC`地址写入`ARP`缓存表中。然后向`PC1`发送一个 `ARP`应答单播。该单播消息包括目标`IP`为`PC1`的`IP`，目标`MAC`为`PC1`的`MAC`地址，源`IP`为`PC2`的`IP`，源`MAC`为`PC2`的`MAC`。
> - `PC1`接收到`PC2`的`ARP`应答报文后，将`PC2`的`MAC`地址存入`ARP`缓存中，并将`PC2`的`MAC`地址作为目标地址封装到数据帧中。发给下层进行网络传输。
> - `PC2`接收这个帧后，在网络接口层查看目标`MAC`地址是否指向自己。是，`PC2`则将帧头去掉，向上层传输。
> - `PC2`网际层接收到这个信息包，查看包头，发现目标`IP`和自己匹配，则解封装，将数据向上层传输。
> - 传输层接收来自下层的`Ping`请求的`UDP`报文，则去掉`UDP`报头，向应用层传送。
> - 应用层收到`Ping`请求后，发送一个`Ping`回应报文给`PC1`。