13. Icmp-сообщения Межсетевой протокол управляющих сообщений.

протокол межсетевых управляющих сообщений[1]) — сетевой протокол, входящий в стек протоколов TCP/IP. В основном ICMP используется для передачи сообщений об ошибках и других исключительных ситуациях, возникших при передаче данных, например, запрашиваемая услуга недоступна, или хост, или маршрутизатор не отвечают. Также на ICMP возлагаются некоторые сервисные функции.

1. Межсетевой протокол (IP) обеспечивает возможности сквозной доставки пакетов для IP-дейтаграмм.

2. ICMP является расширяемым протоколом, который также обеспечивает функции для проверки IP-связности и помощи в автоматической настройке хостов.

3. ICMP не делает IP надежным. Сообщения ICMP отправляются ненадежно, как и IP-дейтаграммы.

4. Сообщения ICMP посылаются только для первого фрагмента IP- дейтаграммы. Сообщения ICMP не посылаются в случае проблем столкновения ICMP-сообщений или столкновения широковещательных или групповых дейтаграмм.

Структура ICMP-сообщения:

IP-заголовок

ICMP-заголовок

Сообщение ICMP

Заголовок состоит из:

• 1 байт – тип сообщения – указывает тип ICMP-сообщения.

• 1 байт – код сообщения – указывает конкретное ICMP-сообщение внутри типа ICMP-сообщения.

• 2 байта – контрольная сумма.

• Характерный тип сообщения имеет разную длину. Опциональные данные для каждого типа ICMP.

Icmp-сообщения

Тип сообщения
0	Отклик
3	Адресат недостижим
4	Обрыв передачи
5	Переадресация
8	«Эхо» (запрос отклика)
9	Объявление маршрутизатора
10	Выбор маршрутизатора
11	Время истекло
12	Ошибка параметра

Эхо / Запрос отклика ICMP

Одним из наиболее интенсивно используемых средств ICMP является возможность отправлять простое сообщение к IP-узлу и принимать сообщение, вернувшееся к отправителю.

Поля в эхо-сигнале ICMP определены следующим образом:

• Тип. Установлено в 8.

• Код. Установлено в 0.

• Идентификатор. 2-байтное поле, хранящее число, генерированное отправителем; используется для сопоставления эхо-сигнала ICMP с соответствующим ему откликом на эхо.

• Порядковый номер. 2-байтное поле, хранящее добавочное число, которое используется для сопоставления эхо-сигнала ICMP с соответствующим ему откликом на эхо.

• Дополнительные данные. Данные могу опционально добавляться в конце ICMP-пакета.

В случае отклика поля следующие:

• Тип. Установлено в 0.

• Код. Установлено в 0.

• Идентификатор. Установлено в значение поля идентификатора распространяемого эхо-сигнала.

• Порядковый номер. Установлено в значение поля порядкового номера распространяемого эхо-сигнала.

• Дополнительные данные. Установлено в значение поля дополнительных данных распространяемого эхо-сигнала.

Адрес не достижим:

Поля:

• Тип. Установлено в 3.

• Код. Установлено в значение от 0 до 12.

Код
0	Сеть недостижима
1	Хост недостижим
2	Протокол недостижим
3	Порт недостижим
4	Требуется фрагментация
5	Сбой маршрута от источника
6	Сеть адресата неизвестна
7	Хост адресата неизвестен
8	Хост-отправитель изолирован
9-10	Сообщения об ошибках
11-12	Хост и сеть (соответственно) недостижимы
13	Связь запрещена

• IP-заголовок + первые 8 байт не принятой дейтаграммы. Для снабжения значимой информацией отправителя рассматриваемой дейтаграммы ICMP-сообщение «Адресат недостижим» содержит IP-заголовок и первые 8 байт отброшенной дейтаграммы.

Обрыв передачи

Является сообщением межсетевого уровня.

Поля:

• Тип. Установлено в 4.

• Код. Установлено в 0.

• IP-заголовок + первые 8 байт отброшенной дейтаграммы. ICMP-сообщение «Обрыв передачи» содержит IP-заголовок и первые 8 байт отброшенной дейтаграммы.

Переадресация

ICMP-сообщения «Переадресация» посылаются только тогда, когда хост-отправитель пересылает IP-дейтаграмму, используя неоптимальный маршрут. ICMP-сообщения «Переадресация» никогда не посылаются, если маршрутизаторы пересылают IP-дейтаграммы, используя оптимальные маршруты.

Поля:

• Тип. Установлено в 5.

• Код. Установлено в 0-3.

• IP-адрес маршрутизатора. 4-байтное поле, которое устанавливается в значение IP-адреса пересылки для более оптимального маршрута до адресата рассматриваемой таблицы IP-дейтаграммы. Этот адрес становится адресом главного маршрута.

• IP-заголовок + первые 8 байт переданной дейтаграммы. Чтобы идентифицировать переданную IP-дейтаграмму, оформляется IP-заголовок и первые 8 байт полезной нагрузки IP и посылаются обратно хост-отправителю.

Объявление маршрутизатора ICMP

Маршрутизаторы посылают ICMP-сообщение «Объявление маршрутизатора» либо ко всем хостам с групповым адресом, либо по широковещательному адресу подсети (или сети), либо по адресу ограниченного широковещания. Посылается квазипериодически (в произвольные интервалы между максимальным и минимальным значениями) и отвечает на ICMP- сообщения «Запрос маршрутизатора».

Поля:

• Тип. Установлено в 9.

• Код. Установлено в 0.

• Число адресов. 1 байт – сколько адресов объявлено.

• Размер записи адреса. 1 байт – сколько 32-битных слов содержится в записи «Объявление маршрутизатора».

• Время жизни. 2 байта – время в секундах после получения последнего объявления маршрутизатора.

• Адрес маршрутизатора. 4 байта – указывает IP-адрес интерфейса маршрутизатора сетевого сегмента, по которому было послано объявление.

• Уровень предпочтения. 4 байта – указывает уровень предпочтения для используемого адреса маршрутизатора в качестве IP-адреса шлюза по умолчанию.

Запрос (Выбор) маршрутизатора

Маршрутизаторы посылают ICMP-сообщение «Запрос маршрутизатора» либо по IP-адресу вещания всем маршрутизаторам, либо по широковещательному адресу подсети, либо по ограниченному широковещательному адресу.

Поля:

• Тип. Установлено в 10.

• Код. Установлено в 0.

• Резерв. 4-байтное поле, которое установлено в 0.

Время истекло

Это сообщение посылается в следующих случаях:

• Когда маршрутизатор уменьшает значение TTL до 0.

14. IPv6

В ходе развития IP версии 4 (IPv4) неизбежность истощения адресного пространства стала очевидной. Поэтому началась разработка более масштабной и гибкой версии IP – версия 6 (IPv6). В новой версии IP должны быть реализованы следующие ключевые возможности:

10. Любая версия IP должна быть способна к сосуществованию и взаимодействию с текущими спецификациями IP. Попытки осуществить резкий переход от одной версии к другой будут хаотичными и вряд ли осуществимыми. Поэтому IPv6 должен иметь внутренние механизмы для коммуникации как с хостами IPv4, так и с хостами IPv6.

11. IPv6 должен поддерживать экспоненциально растущее адресное пространство лучше, чем IPv4.

12. IPv6-пакеты должны быть по возможности меньшего размера, чтобы облегчить IPv6-передачу по разнородным носителям.

13. Качество сервиса (QoS), или возможность располагать трафик в соответствии с приоритетом и распределять полосу пропускания, должно быть встроено в IPv6 для обеспечения функциональности, требуемой приложениями с низкой задержкой.

14. Механизмы для защиты данных должны быть неотъемлемой частью структуры IPv6.

IPv6 предназначен для замены IPv4.

Адресация

Текстовое представление IPv6-адресов

Наиболее очевидным различием между IPv4 и IPv6 является увеличение числа разрядов, используемых для адресации. Вместо 32-битного десятичного представления с разделительными точками, IPv6 использует 128-битную адресацию, выражаемую в шестнадцатеричном формате.

Методы текстового отображение адреса:

1. В текстовом представлении адреса указываются в виде восьми 16-битных секций, разделенных двоеточиями. Например: ABCD:EF12:3456:7890:ABCD:EF12:3456:7890.

2. Альтернативная форма представления адреса допускает использование «::» для представления части адреса, содержащего нулевые разряды. Например: 1234:0:0:0:ABCD:0:0:123 может быть представлено как 1234::ABCD:0:0:123 или так 1234:0:0:0:ABCD::123.

3. Третий метод используется в среде со смешанными узлами IPv4 и IPv6. в этом представлении шесть старших (самые левые) 16-битных секций отбражаются в шестнадцатеричном формате, а оставшиеся разряды отображаются в обычном десятичном представлении с разделительными точками. Например: 0:0:0:0:0:131.107.6.100 или ::131.107.6.100 (сжатый формат).

Формат заголовка IPv6

Адресная информация в IPv6 содержит только часть каждого заголовка пакета. Остаток IPv6-заголовка содержит информацию, необходимую узлам для эффективного оценивания и обработки каждого пакета.

Основной формат IPv6-заголовка:

Поле	Длина, бит	Описание
Версия	4	«0110» указывает версию 6
Класс трафика	8	Используется для идентификации класса трафика или приоритета, чтобы пакеты могли быть доставлены при различных приоритетах для гарантирования QoS.
Метка потока	20	Пакеты, которые принадлежат конкретному потоку класса трафика, помечаются, чтобы определять, какому потоку они принадлежат.
Длина полезной нагрузки	16	Содержит указанную в октетах длину остальной части пакета, включая заголовки расширения.
Следующий заголовок	8	Идентифицирует тип заголовка, непосредственно следующего за заголовком IPv6, и использует те же значения, что и поле протокола IPv4.
Лимит пересылок	8	Число соединений, по которым может быть передан, перед тем как будет отброшен. Каждый транслирующий узел уменьшает это поле на 1.
Адрес отправителя	128	Адрес узла-отправителя.
Адрес назначения	128	Адрес целевого узла, который может быть конечным адресатом или промежуточным узлом.

Хотя очевидно, что IPv4 будет использоваться в ближайшие годы, IPv6 дает возможность расширения и настройки, что способно обеспечить функциональность IP на долгую перспективу.