Ping命令深度解析（三）

“Ping”的幕后过程

我们以下面一个网络为例：有A、B、C、D四台机子，一台路由RA，子网掩码均为255.255.255.0，默认路由为192.168.0.1

1.在同一网段内

             在主机A上运行“Ping 192.168.0.5”后，都发生了些什么呢？ 首先，Ping命令会构建一个固定格式的ICMP请求数据包，然后由ICMP协议将这个数据包连同地址“192.168.0.5”一起交给IP层协议（和 ICMP一样，实际上是一组后台运行的进程），IP层协议将以地址“192.168.0.5”作为目的地址，本机IP地址作为源地址，加上一些其他的控制信息，构建一个IP数据包，并想办法得到192.168.0.5的MAC地址（物理地址，这是数据链路层协议构建数据链路层的传输单元——帧所必需的），以便交给数据链路层构建一个数据帧。关键就在这里，IP层协议通过机器B的IP地址和自己的子网掩码，发现它跟自己属同一网络，就直接在本网络内查找这台机器的MAC，如果以前两机有过通信，在A机的ARP缓存表应该有B机IP与其MAC的映射关系，如果没有，就发一个ARP请求广播，得到B机的MAC， 一并交给数据链路层。后者构建一个数据帧，目的地址是IP层传过来的物理地址，源地址则是本机的物理地址，还要附加上一些控制信息，依据以太网的介质访问规则，将它们传送出去。

               主机B收到这个数据帧后，先检查它的目的地址，并和本机的物理地址对比，如符合，则接收；否则丢弃。接收后检查该数据帧，将IP数据包从帧中提取出来，交给本机的IP层协议。同样，IP层检查后，将有用的信息提取后交给ICMP协议，后者处理后，马上构建一个ICMP应答包，发送给主机A，其过程和主机A发送ICMP请求包到主机B一模一样。

 

2.不在同一网段内

             在主机A上运行“Ping 192.168.1.4”后，开始跟上面一样，到了怎样得到MAC地址时，IP协议通过计算发现D机与自己不在同一网段内，就直接将交由路由处理，也就是将路由的MAC取过来，至于怎样得到路由的MAC，跟上面一样，先在ARP缓存表找，找不到就广播吧。路由得到这个数据帧后，再跟主机D进行联系，如果找不到，就向主机A返回一个超时的信息。

对Ping后返回信息的分析

1.Request timed out

这是大家经常碰到的提示信息，很多文章中说这是对方机器置了过滤ICMP数据包，从上面工作过程来看，这是不完全正确的，至少有下几种情况。

 

（1） 对方已关机，或者网络上根本没有这个地址：比如在上图中主机A中PING 192.168.0.7 ，或者主机B关机了，在主机A中PING 192.168.0.5 都会得到超时的信息。

（2）对方与自己不在同一网段内，通过路由也无法找到对方，但有时对方确实是存在的，当然不存在也是返回超时的信息。

（3）对方确实存在，但设置了ICMP数据包过滤（比如防火墙设置）。

怎样知道对方是存在，还是不存在呢，可以用带参数 -a 的Ping命令探测对方，如果能得到对方的NETBIOS名称，则说明对方是存在的，是有防火墙设置，如果得不到，多半是对方不存在或关机，或不在同一网段内。

（4）错误设置IP地址

          正常情况下，一台主机应该有一个网卡，一个IP地址，或多个网卡，多个IP地址（这些地址一定要处于不同的IP子网）。但如果一台电脑的“拨号网络适配器”（相当于一块软网卡）的TCP/IP设置中，设置了一个与网卡IP地址处于同一子网的IP地址，这样，在IP层协议看来，这台主机就有两个不同的接口处于同一网段内。当从这台主机Ping其他的机器时，会存在这样的问题：

A.主机不知道将数据包发到哪个网络接口，因为有两个网络接口都连接在同一网段。

B.主机不知道用哪个地址作为数据包的源地址。因此，从这台主机去Ping其他机器，IP层协议会无法处理，超时后，Ping 就会给出一个“超时无应答”的错误信息提示。但从其他主机Ping这台主机时，请求包从特定的网卡来，ICMP只须简单地将目的、源地址互换，并更改一些标志即可，ICMP应答包能顺利发出，其他主机也就能成功Ping通这台机器了。

 

2.Destination host Unreachable

（1） 对方与自己不在同一网段内，而自己又未设置默认的路由，比如上例中A机中不设定默认的路由，运行Ping 192.168.0.1.4就会出现“Destination host Unreachable”。

（2）网线出了故障

         这里要说明一下“destination host unreachable”和 “time out”的区别，如果所经过的路由器的路由表中具有到达目标的路由，而目标因为其他原因不可到达，这时候会出现“time out”，如果路由表中连到达目标的路由都没有，那就会出现“destination host unreachable”。

 

3.Bad IP address

        这个信息表示您可能没有连接到DNS服务器，所以无法解析这个IP地址，也可能是IP地址不存在。

 

4.Source quench received

        这个信息比较特殊，它出现的机率很少。它表示对方或中途的服务器繁忙无法回应。

 

5.Unknown host——不知名主机

        这种出错信息的意思是，该远程主机的名字不能被域名服务器（DNS）转换成IP地址。故障原因可能是域名服务器有故障，或者其名字不正确，或者网络管理员的系统与远程主机之间的通信线路有故障。

 

6.No answer——无响应

          这种故障说明本地系统有一条通向中心主机的路由，但却接收不到它发给该中心主机的任何信息。故障原因可能是下列之一：中心主机没有工作；本地或中心主机网络配置不正确；本地或中心的路由器没有工作；通信线路有故障；中心主机存在路由选择问题。

 

7.Ping 127.0.0.1：127.0.0.1是本地循环地址

          如果本地址无法Ping通，则表明本地机TCP/IP协议不能正常工作。

 

8.no rout to host：网卡工作不正常。

 

9.transmit failed，error code：10043网卡驱动不正常。

 

10.unknown host name：DNS配置不正确。

 

         当网络出现问题时，我们最常用的测试工具就是“Ping”命令了。但有时候我们会碰到单方向Ping通的现象，例如通过HUB或一根交叉线连接的在同一个局域网内的电脑A、 B，在检查它们之间的网络连通性时，发现从主机A Ping 主机B正常而从主机B Ping 主机A时，出现“超时无应答”错误。为什么呢?

              要知道这其中的奥秘，我们有必要来看看Ping命令的工作过程到底是怎么样的。

              假定主机A的IP地址是192.168.1.1，主机B的IP地址是192.168.1.2，都在同一子网内，则当你在主机A上运行“Ping 192.168.1.2”后，都发生了些什么呢?

              首先，Ping命令会构建一个固定格式的ICMP请求数据包，然后由ICMP协议将这个数据包连同地址“192.168.1.2”一起交给IP层协议(和ICMP一样，实际上是一组后台运行的进程)，IP层协议将以地址“192.168.1.2”作为目的地址，本机IP地址作为源地址，加上一些其他的控制信息，构建一个IP数据包，并在一个映射表中查找出IP地址192.168.1.2所对应的物理地址(也叫MAC地址，熟悉网卡配置的朋友不会陌生，这是数据链路层协议构建数据链路层的传输单元——帧所必需的)，一并交给数据链路层。后者构建一个数据帧，目的地址是IP层传过来的物理地址，源地址则是本机的物理地址，还要附加上一些控制信息，依据以太网的介质访问规则，将它们传送出去。

            主机B收到这个数据帧后，先检查它的目的地址，并和本机的物理地址对比，如符合，则接收;否则丢弃。接收后检查该数据帧，将IP数据包从帧中提取出来，交给本机的IP层协议。同样，IP层检查后，将有用的信息提取后交给ICMP协议，后者处理后，马上构建一个ICMP应答包，发送给主机A，其过程和主机A发送ICMP请求包到主机B一模一样。

           从Ping的工作过程，我们可以知道，主机A收到了主机B的一个应答包，说明两台主机之间的去、回通路均正常。也就是说，无论从主机A到主机B，还是从主机B到主机A，都是正常的。那么，是什么原因引起只能单方向Ping通的呢?

 

一、安装了个人防火墙

 

         在共享上网的机器中，出于安全考虑，大部分作为服务器的主机都安装了个人防火墙软件，而其他作为客户机的机器则一般不安装。几乎所有的个人防火墙软件，默认情况下是不允许其他机器Ping本机的。一般的做法是将来自外部的ICMP请求报文滤掉，但它却对本机出去的ICMP请求报文，以及来自外部的ICMP应答报文不加任何限制。这样，从本机Ping其他机器时，如果网络正常，就没有问题。但如果从其他机器Ping这台机器，即使网络一切正常，也会出现“超时无应答”的错误。

        大部分的单方向Ping通现象源于此。解决的办法也很简单，根据你自己所用的不同类型的防火墙，调整相应的设置即可。

 

二、错误设置IP地址

       正常情况下，一台主机应该有一个网卡，一个IP地址，或多个网卡，多个IP地址(这些地址一定要处于不同的IP子网)。但对于在公共场所使用的电脑，特别是网吧，人多手杂，其中不泛有“探索者”。曾有一次两台电脑也出现了这种单方向Ping通的情况，经过仔细检查，发现其中一台电脑的“拨号网络适配器”(相当于一块软网卡)的TCP/IP设置中，设置了一个与网卡IP地址处于同一子网的IP地址，这样，在IP层协议看来，这台主机就有两个不同的接口处于同一网段内。当从这台主机Ping其他的机器时，会存在这样的问题:

 

(1)主机不知道将数据包发到哪个网络接口，因为有两个网络接口都连接在同一网段;

(2)主机不知道用哪个地址作为数据包的源地址。因此，从这台主机去Ping其他机器，IP层协议会无法处理，超时后，Ping就会给出一个“超时无应答”的错误信息提示。但从其他主机Ping这台主机时，请求包从特定的网卡来，ICMP只须简单地将目的、源地址互换，并更改一些标志即可，ICMP应答包能顺利发出，其他主机也就能成功Ping通这台机器了

 

        以上是我在“拼”（Ping）的过程中，总结的一些经验技巧，希望能对大家的工作和学习有所帮助。

评论

1 楼 di1984HIT 2016-04-21  

学习了～～～～