Ping命令幕後過程及其返回信息分析

　　“Ping”的幕後過程 　　

　　我們以下面一個網絡為例：有A、B、C、D四台機子，一台路由RA，子網掩碼均為255.255.255.0，默認路由為192.168.0.1 　　

　　1.在同一網段內 　　

　　在主機A上運行“Ping 192.168.0.5”後，都發生了些什麼呢？ 首先，Ping命令會構建一個固定格式的ICMP請求數據包，然後由ICMP協議將這個數據包連同地址“192.168.0.5”一起交給IP層協議（和 ICMP一樣，實際上是一組後台運行的進程），IP層協議將以地址“192.168.0.5”作為目的地址，本機IP地址作為源地址，加上一些其他的控制信息，構建一個IP數據包，並想辦法得到192.168.0.5的MAC地址（物理地址，這是數據鏈路層協議構建數據鏈路層的傳輸單元——幀所必需的），以便交給數據鏈路層構建一個數據幀。關鍵就在這裡，IP層協議通過機器B的IP地址和自己的子網掩碼，發現它跟自己屬同一網絡，就直接在本網絡內查找這台機器的MAC，如果以前兩機有過通信，在A機的ARP緩存表應該有B機IP與其MAC的映射關系，如果沒有，就發一個ARP請求廣播，得到B機的MAC， 一並交給數據鏈路層。後者構建一個數據幀，目的地址是IP層傳過來的物理地址，源地址則是本機的物理地址，還要附加上一些控制信息，依據以太網的介質訪問規則，將它們傳送出去。 　　

　　主機B收到這個數據幀後，先檢查它的目的地址，並和本機的物理地址對比，如符合，則接收；否則丟棄。接收後檢查該數據幀，將IP數據包從幀中提取出來，交給本機的IP層協議。同樣，IP層檢查後，將有用的信息提取後交給ICMP協議，後者處理後，馬上構建一個ICMP應答包，發送給主機A，其過程和主機A發送ICMP請求包到主機B一模一樣。 　　

　　2.不在同一網段內 　　

　　在主機A上運行“Ping 192.168.1.4”後，開始跟上面一樣，到了怎樣得到MAC地址時，IP協議通過計算發現D機與自己不在同一網段內，就直接將交由路由處理，也就是將路由的MAC取過來，至於怎樣得到路由的MAC，跟上面一樣，先在ARP緩存表找，找不到就廣播吧。路由得到這個數據幀後，再跟主機D進行聯系，如果找不到，就向主機A返回一個超時的信息。 　　

　　對Ping後返回信息的分析 　　

　　1.Request timed out 　　

　　這是大家經常碰到的提示信息，很多文章中說這是對方機器置了過濾ICMP數據包，從上面工作過程來看，這是不完全正確的，至少有下幾種情況。
　　

　　（1） 對方已關機，或者網絡上根本沒有這個地址：比如在上圖中主機A中PING 192.168.0.7 ，或者主機B關機了，在主機A中PING 192.168.0.5 都會得到超時的信息。 　　

　　（2）對方與自己不在同一網段內，通過路由也無法找到對方，但有時對方確實是存在的，當然不存在也是返回超時的信息。

　　（3）對方確實存在，但設置了ICMP數據包過濾（比如防火牆設置）。 　　

　　怎樣知道對方是存在，還是不存在呢，可以用帶參數 -a 的Ping命令探測對方，如果能得到對方的NETBIOS名稱，則說明對方是存在的，是有防火牆設置，如果得不到，多半是對方不存在或關機，或不在同一網段內。 　　

　　（4）錯誤設置IP地址 　　

　　正常情況下，一台主機應該有一個網卡，一個IP地址，或多個網卡，多個IP地址（這些地址一定要處於不同的IP子網）。但如果一台電腦的“撥號網絡適配器”（相當於一塊軟網卡）的TCP/IP設置中，設置了一個與網卡IP地址處於同一子網的IP地址，這樣，在IP層協議看來，這台主機就有兩個不同的接口處於同一網段內。當從這台主機Ping其他的機器時，會存在這樣的問題： 　　

　　A.主機不知道將數據包發到哪個網絡接口，因為有兩個網絡接口都連接在同一網段。 　　

　　B.主機不知道用哪個地址作為數據包的源地址。因此，從這台主機去Ping其他機器，IP層協議會無法處理，超時後，Ping 就會給出一個“超時無應答”的錯誤信息提示。但從其他主機Ping這台主機時，請求包從特定的網卡來，ICMP只須簡單地將目的、源地址互換，並更改一些標志即可，ICMP應答包能順利發出，其他主機也就能成功Ping通這台機器了。