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ICMP端口不可达差错

时间:2004-08-03 来源: 作者: 点击:
ICMP查询报文—地址掩码和时间戳查询及应答。现在来分析一种ICMP差错报文,即端口不可达报文,它是ICMP目的不可到达报文中的一种,以此来看一看ICMP差错报文中所附加的信息。使用UDP来查看它。 UDP的规则之一是,如果收到一份UDP数据报而目的端口与某个正在使用的进程
  

ICMP查询报文—地址掩码和时间戳查询及应答。现在来分析一种ICMP差错报文,即端口不可达报文,它是ICMP目的不可到达报文中的一种,以此来看一看ICMP差错报文中所附加的信息。使用UDP来查看它。
UDP的规则之一是,如果收到一份UDP数据报而目的端口与某个正在使用的进程不相符,那么UDP返回一个ICMP不可达报文。可以用TFTP来强制生成一个端口不可达报文。
对于TFTP服务器来说,UDP的公共端口号是69。但是大多数的TFTP客户程序允许用connect命令来指定一个不同的端口号。这里,我们就用它来指定08端口:

c o n n e c t命令首先指定要连接的主机名及其端口号,接着用g e t命令来取文件。敲入g e t 命令后,一份U D P数据报就发送到主机s v r 4上的8 8 8 8端口。t c p d u m p命令引起的报文交换结果如图6 - 8所示。

图6-8 由TFTP产生的ICMP端口不可达差错
在U D P数据报送到s v r 4之前,要先发送一份A R P请求来确定它的硬件地址(第1行)。接着返回A R P应答(第2行),然后才发送U D P数据报(第3行)(在t c p d u m p的输出中保留A R P请求和应答是为了提醒我们,这些报文交换可能在第一个I P数据报从一个主机发送到另一个主机之前是必需的。在本书以后的章节中,如果这些报文与讨论的题目不相关,那么我们将省略它们)。
一个I C M P端口不可达差错是立刻返回的(第4行)。但是,T F T P客户程序看上去似乎忽略了这个I C M P报文,而在5秒钟之后又发送了另一份U D P数据报(第5行)。在客户程序放弃之前重发了三次。
注意,I C M P报文是在主机之间交换的,而不用目的端口号,而每个2 0字节的U D P数据报则是从一个特定端口(2 9 2 4)发送到另一个特定端口(8 8 8 8)。
跟在每个U D P后面的数字2 0指的是U D P数据报中的数据长度。在这个例子中,2 0字节包括T F T P的2个字节的操作代码,9个字节以空字符结束的文件名t e m p . f o o,以及9个字节以空字符结束的字符串n e t a s c i i。
如果用- e选项运行同样的例子,我们可以看到每个返回的I C M P端口不可达报文的完整长度。这里的长度为7 0字节,各字段分配如图6 - 9所示。

图6-9 “UDP端口不可达”例子中返回的ICMP报文
I C M P的一个规则是,I C M P差错报文(参见图6 - 3的最后一列)必须包括生成该差错报文的数据报I P首部(包含任何选项),还必须至少包括跟在该I P首部后面的前8个字节。在我们的例子中,跟在I P首部后面的前8个字节包含U D P的首部。
一个重要的事实是包含在U D P首部中的内容是源端口号和目的端口号。就是由于目的端口号(8 8 8 8)才导致产生了I C M P端口不可达的差错报文。接收I C M P的系统可以根据源端口号(2 9 2 4)来把差错报文与某个特定的用户进程相关联(在本例中是T F T P客户程序)。
导致差错的数据报中的I P 首部要被送回的原因是因为I P首部中包含了协议字段,使得I C M P可以知道如何解释后面的8个字节(在本例中是U D P首部)。如果我们来查看T C P首部,可以发现源端口和目的端口被包含在T C P首部的前8个字节中。I C M P不可达报文的一般格式如图6 - 1 0所示。

图6-10 ICMP不可达报文
在图6 - 3中,我们注意到有1 6种不同类型的I C M P不可达报文,代码分别从0到1 5。I C M P端口不可达差错代码是3。另外,尽管图6 - 1 0指出了在I C M P报文中的第二个32 bit字必须为0,但是当代码为4时(“需要分片但设置了不分片比特”),路径M T U发现机制却允许路由器把外出接口的MTU填在这个32 bit字的低16 bit中。我们在11.6节中给出了一个这种差错的例子。尽管I C M P规则允许系统返回多于8个字节的产生差错的I P数据报中的数据,但是大多数从伯克利派生出来的系统只返回8个字节。Solaris 2.2 的i p _ i c m p _ r e t u r n _ d a t a _ b y t e s选项默认条件下返回前6 4个字节。
我们还要以时间系列的格式给出t c p d u m p命令的输出,如图6 - 11 所示。

图6-11 发送到无效端口的TFTP请求的时间系列
时间随着向下而递增,在图左边的时间标记与t c p d u m p命令的输出是相同的(见图6 - 8)。位于图顶部的标记是通信双方的主机名和端口号。需要指出的是,随着页面向下的y坐标轴与真正的时间值不是成比例的。当出现一个有意义的时间段时,在本例中是每5秒之间的重发,我们就在时间系列的两侧作上标记。当U D P或T C P数据正在被传送时,我们用粗线的行来表示。
当I C M P报文返回时,为什么T F T P客户程序还要继续重发请求呢?这是由于网络编程中的一个因素,即B S D系统不把从插口( s o c k e t )接收到的I C M P报文中的U D P数据通知用户进程,除非该进程已经发送了一个c o n n e c t命令给该插口。标准的BSD TFTP 客户程序并不发送c o n n e c t命令,因此它永远也不会收到I C M P差错报文的通知。
这里需要注意的另一点是T F T P客户程序所采用的不太好的超时重传算法。它只是假定5 秒是足够的,因此每隔5秒就重传一次,总共需要2 5秒钟的时间。在后面我们将看到T C P有一个较好的超时重发算法。
T F T P客户程序所采用的超时重传算法已被R F C所禁用。不过,在作者所在子网上的三个系统以及Solaris 2.2仍然在使用它。AIX 3.2.2采用一种指数退避方法来设置超时值,分别在0、5、1 5和3 5秒时重发报文,这正是所推荐的方法。
最后需要指出的是,I C M P报文是在发送U D P数据报3.5 ms后返回的,这与第7章我们所看到的P i n g应答的往返时间差不多。
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