引言

Ping 程序是对两个 TCP/IP 系统连通性进行测试的基本工具。

它只利用 ICMP 回显请求和回显应答报文，而不用经过传输层（TCP/UDP）

----------------------------------------------------------------from《TCP/IP 详解 卷 1：协议》

根据描述，可以看出 ping 程序排错的原理得益于 ICMP 协议的报文，

因此学习 ICMP 协议就能了解 ping 程序为什么能排查网络问题。

第一部分：ICMP 协议什么是 ICMP

位于网络层，封装在 IP 协议之内，ICMP 是控制报文协议。ICMP 允许主机或者设备报告差错和提供有关异常情况的报告，用来测试网络/设备的畅通情况。

ICMP 结构 -------------------------------------------------

| 类型 (Type) | 代码 (Code) | 校验和 (Checksum) |

-------------------------------------------------

| 标识符 (Identifier) | 序列号 (Sequence Number) |

-------------------------------------------------

| 数据 (Data) |

-------------------------------------------------

ICMP 报文类型

ICMP 的报文分为两大类：差错报文和查询报文。错误报文的不同种情况都有不同的类型和代码值，是用于网络诊断的主要判别点。

<1> 查询报文

<2> 差错报文

ICMP 时间戳和 TTL<1> Ping 程序中显示的时间

显示的时间为： 发送 ICMP Echo Request 到接收 ICMP Echo Reply 的往返时间

时间计算的原理：通过记录 Echo Request 请求 和 ICMP Echo Reply 回包的时间戳，再计算时间差得出。

以 ping 百度为例，用 wireshark 复现下：

图片中两个请求前后的时间差 0.091113000 - 0.079896000 = 0.011217000000000005

四舍五入后得到图片中的 11ms

<2> Ping 程序中显示的 TTL

TTL 是 ICMP 报文的一个重要字段，用来限制 ICMP 报文在网络中传播的最大跳数，防止报文在网络中无限循环。

TTL 每经过一个路由器就会-1，当未到达目的地，且 TTL=0 时，就会返回 TTL 为 0 的报错。

TTL 是在 ICMP 报文的 IP 头部字段，见下图：

在 Ping 程序中，显示的 ttl 值是 ICMP Echo Reply 中的 TTL 值

第二部分：Ping 程序指令查询1.Windows 环境 ping [选项] [IP地址或主机名]

ping [-t] [-a] [-n count] [-l size] [-f] [-i TTL] [-v TOS]

[-r count] [-s count] [[-j host-list] | [-k host-list]]

[-w timeout] [-R] [-S srcaddr] [-c compartment] [-p]

[-4] [-6] target_name

===========参数说明=======================

-t Ping 指定的主机，直到停止。

若要查看统计信息并继续操作，请键入 Ctrl+Break；

若要停止，请键入 Ctrl+C。

-a 将地址解析为主机名。

-n count 要发送的回显请求数。

-l size 发送缓冲区大小。

-f 在数据包中设置“不分段”标记(仅适用于 IPv4)。

-i TTL 生存时间。

-v TOS 服务类型(仅适用于 IPv4。该设置已被弃用，

对 IP 标头中的服务类型字段没有任何

影响)。

-r count 记录计数跃点的路由(仅适用于 IPv4)。

-s count 计数跃点的时间戳(仅适用于 IPv4)。

-j host-list 与主机列表一起使用的松散源路由(仅适用于 IPv4)。

-k host-list 与主机列表一起使用的严格源路由(仅适用于 IPv4)。

-w timeout 等待每次回复的超时时间(毫秒)。

-R 同样使用路由标头测试反向路由(仅适用于 IPv6)。

根据 RFC 5095，已弃用此路由标头。

如果使用此标头，某些系统可能丢弃

回显请求。

-S srcaddr 要使用的源地址。

-c compartment 路由隔离舱标识符。

-p Ping Hyper-V 网络虚拟化提供程序地址。

-4 强制使用 IPv4。

-6 强制使用 IPv6。

2.Linux 环境 ping [参数] [IP地址或主机名]

ping [-LRUbdfnqrvVaAD] [-c count] [-i interval] [-w deadline]

[-p pattern] [-s packetsize] [-t ttl] [-I interface]

[-M pmtudisc-hint] [-m mark] [-S sndbuf]

[-T tstamp-options] [-Q tos] [hop1 ...] destination

===========参数说明=======================

-d 使用Socket的SO_DEBUG功能。

-f 极限检测。大量且快速地送网络封包给一台机器，看它的回应。

-n 只输出数值。

-q 不显示任何传送封包的信息，只显示最后的结果。

-r 忽略普通的Routing Table，直接将数据包送到远端主机上。通常是查看本机的网络接口是否有问题。

-R 记录路由过程。

-v 详细显示指令的执行过程。

-c 数目：在发送指定数目的包后停止。

-i 秒数：设定间隔几秒送一个网络封包给一台机器，预设值是一秒送一次。

-I 网络界面：使用指定的网络界面送出数据包。

-l 前置载入：设置在送出要求信息之前，先行发出的数据包。

-p 范本样式：设置填满数据包的范本样式。

-s 字节数：指定发送的数据字节数，预设值是56，加上8字节的ICMP头，一共是64ICMP数据字节。

-t 存活数值：设置存活数值TTL的大小。

第三部分：网络排查和排错

Ping 的主要作用

检验远程的设备是否可达

通信来回的时间

丢包情况

写了一点发现了篇很好的网络排错文章，就不想写了，果然专业的事还得专业的人写

链接如下：

https://cloud.tencent.com/developer/article/2394150