ping程序原理

ping通常作为"测试对方主机是否可达"的手段，而实际上这种手段有很多种，依据不同的协议来实现，本质上都是发送一个数据，然后根据对方的回应来分析网络状态。ping程序只是其中常用的一种，依靠ICMP实现。

1 ICMP(Internet Controll Message Protocol)

ICMP是网络控制协议，按功能来说它是属于网络层协议的一部分，但是格式上跟传输层协议类似，都是封装在IP数据包里面。

基本格式如下

其中类型字段是大类，代码字段是大类中的子类，具体可以参见rfc792。

ping的请求类型是8,代码是0，回应类型是0,代码是0

2 ping 程序

ping程序的原理就是发送一个ICMP echo request 请求(type=8,code=0)，然后接收方回应echo reply，内容一样(type=8,code=0)

用于ping的ICMP消息在基本格式的基础上，增加了两个字段，identifier和sequence number，两个字段都是用来识别一个消息的，因为一个机器可以同时发送多个消息，一个服务器也可以同时接收多个消息，这两个字段的设置在不同的实现下不一定相同。

在linux系统中，identifier通常使用进程ID，sequence number则每次都从1开始递增，一个常见的输出如下:

输出信息中，from后面的IP是服务端IP地址，icmp_seq就是sequence number,ttl是IP头部中的信息(TTL,time to tive)，time表示rtt。

第1行中56(84)分别表示：发送的数据是56B，而IP数据包的大小是84B(64B的ICMP消息+20B的IP头部)。

下面每一行的64bytes表示ICMP消息大小是64B(56+8B的头部)。

rtt则是通过在ICMP消息的可选项中携带发送时的客户端时间信息，然后在接收到服务器端的回应时(服务器回应收到的相同内容)，用当前的系统时间减去发送时的时间来计算差值。

3 ping的局限性

ping程序依赖ICMP消息来分析网络状态，一个服务器能不能ping通，不能说明它的其它服务是否可用，可能出现下面的情况：

• 不能Ping通但能提供服务：服务器端拒绝ping请求(比如设置了防火墙规则防止大量的ping占用带宽),但是其它端口的服务正常运行。可以通过抓包工具随机选取一个包来测试，ping相应的IP，很可能就不能ping通，现在服务器拒绝ping请求是很常见的。
• 能ping通但不能提供服务：服务器端虽然回应了ping请求，但是相应的端口服务不能正常运行，这种情况并不能通过ping测试来正确反映特殊端口的状态，需要针对具体的端口服务有针对性的测试。

虽然ping不能反映特殊端口的状态，但是可以用来辅助测试。至少在能ping通的情况下，我们认为客户端到服务器的网络是可以到达的，如果此时相应的服务不能运行，那么有可能是防火墙规则或者应用层的问题。