本文是對網路連通性測試的常用工具ping命令較為詳細的介紹

1. ping命令簡介

Ping是因特網包探測器，是使用ICMP回顯請求報文和ICMP回顯應答報文來測試主機之間連通性，用來診斷網路的工具。

    Ping使用的是ICMP回顯請求報文和ICMP回顯應答報文，那麼，

ICMP回顯請求報文和回顯應答格式如下：

不同型別的ICMP報文由報文中的型別和程式碼共同決定

Ping命令中使用到ICMP報文中型別欄位為0和8的詢問報文，其中，8表示請求報文，0表示應答報文，程式碼欄位均為0。

ICMP報文作為IP資料報的資料部分，加上IP資料報首部組成IP資料報傳送出去。

2．實驗部分

拓撲結構如圖1（路由器：左邊埠設為1，右邊埠設為2）

                                                                                                                       圖1

• PC1能Ping通PC2

進入PC1 DOS介面，鍵入：ping 10.1.20.101，結果如下圖2：

可以看到預設情況下win XP是發出四個Ping包，由圖中可知網路狀態良好，並無丟包。

主機PC1傳送IP資料報給不同網段的PC2，得通過與PC1連線在同一網段的路由器Router來轉發。但是PC1發現自己的arp快取記憶體中並不存在路由器Router的ip與MAC對映關係，於是廣播一個arp請求，如圖3。在圖4展現了此廣播的具體資訊，目的MAC為廣播地址，源MAC為PC1的MAC地址，傳送端MAC，傳送端IP，以及目的端ip，目的端待填寫的MAC（全零）。

                                                                    圖3.PC1上的抓包

                                                                  圖4.PC1抓包的第一幀

路由器Router（linux搭建的）接收到此arp廣播請求，檢視目的端ip發現是自己的ip，則會將PC1的ip和MAC對應關係更新到自己的arp表中，如圖5，並且會將自己埠1的MAC地址填充到傳送端MAC，傳送端ip變為路由器Router埠1對應的ip，目的端MAC和ip分別填寫PC1的MAC和ip，如圖5，然後以arp單播形式應答給PC1，PC1接著傳送ICMP請求報文到ICMP。

                                                                圖5.Router中的arp表

                                                           圖6.Router埠1上抓包

埠2上抓包如圖7，由第一幀可知路由器Router由埠2送一個arp廣播請求，收到一個arp應答包（路由器收到PC1的ICMP回顯請求報文，轉發前檢視自己的ARP表項，沒有找到目的端對應的ARP表項，因此傳送ARP請求），並將PC2的ip和MAC地址更新到自己的arp表中，如圖5，第二行。

                                                                        圖7.Router埠2上抓包

PC1收到Router的arp應答後，將Router所對應的ip和MAC對映關係寫入arp表中，如圖8。接著向PC2傳送ICMP回顯請求報文，如圖9，由資料鏈路層進行資料封裝，目的MAC是路由器Router埠1的MAC地址，源MAC是PC1的MAC地址，目的ip是PC2 的ip，源IP是PC1的ip。

                                              圖8.PC1上arp表

                                                             圖9.Client上抓包第三幀

PC2收到Router的arp廣播後，將Router埠2對應的ip與MAC對映關係寫入arp表中，如圖10。路由器Router在收到PC1發來的ICMP回顯請求報文後，通過查詢路由表，發現有到達PC2的路由，檢視arp表，然後把資料幀進行重新封裝，目的MAC地址變為PC2的MAC，源MAC變為埠2對應MAC，目的ip與源ip不變，然後由埠2，將此資料報發給PC2，如圖11。

                                               圖10.PC2上arp表

                                                                  圖11.埠2上抓包第三幀

PC2收到ICMP回顯請求報文，返回一個ICMP回顯應答報文，如圖12，經過路由器後送到PC1（資料幀進入路由器後具體變化與上面類似，這兒不再討論），PC1收到回顯應答後，又繼續傳送ICMP請求報文。

• PC2關機狀態

當PC2關機狀態，PC1傳送四個ping包，收到了四個目的主機不可達報文，如圖13

                                              圖13.PC2關機

PC1 ping PC2過程，首先廣播arp請求獲得埠1對應ip與MAC對映關係，寫入PC1 的arp表，路由器arp表中也將PC1的ip與MAC對映關係寫入自己的arp表（這個過程與上面PC1能ping通PC2過程一致），如圖14、15。

                                                      圖14.路由器arp表

                                                         圖15.PC1的arp表

但是路由器埠2廣播arp請求，並未收到來自PC2的arp應答包，然後每隔一定時間廣播一個arp請求，抓包檢視大約時間間隔為1s（不同系統不一樣），如圖16、17（後續未截圖，已經檢視）

                                                       圖16.埠2抓包第二幀

                                               圖17.埠2抓包第三幀

PC1向路由器傳送ICMP回顯請求報文，由於arp表中並不能找到PC2的ip與MAC對應關係，大約三秒左右（不同系統處理不一樣）由路由器向PC1回一個ICMP主機不可達報文，如圖18、19（後續未截圖，已經檢視）。

                                                     圖18.埠1抓包第三幀

                                                     圖19.埠1抓包第四幀