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什么是Ping？

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Ping简介

Ping是排除设备访问故障的常见方法。它使用Internet控制消息协议ICMP(Internet Control Message Protocol)确定以下内容：

  • 远程设备是否处于可访问状态。
  • 访问远程设备时是否丢失报文。
  • 本端与远程设备之间通信的往返延迟。  Ping实现过程

    现在以一个实例来说明Ping的实现过程。

    如图1所示，PC1想要Ping通PC2，即Ping 11.1.1.2。

    图8-12Ping的实现过程

    1. PC1的Ping程序生成一个ICMP请求报文。
      1. ICMP报文沿协议栈向下传输到IP层，封装IP头，包含源地址IP与目的地址IP。在此封装过程中，IP层已经根据IP地址和掩码判断出了源IP与目的IP不属于同一网段。
      2. ICMP报文再向下传到链路层，准备进行以太帧头的封装，但由于无法知道目的MAC地址，暂时无法进行封装。
      3. 由于已经知道了源IP与目的IP不属于同一网段，故PC1要查找FIB表，找自己的下一跳。
      1. 如果PC1没找到下一跳，则得不到下一跳的IP，也得不到下一跳的MAC地址，以太帧头无法进行封装，于是PC1就Ping不通PC2。
      2. 如果PC1找到了下一跳，得到了下一跳的IP，但此时还不知道下一跳的MAC地址，故PC1要发送ARP广播请求。
    1. 下一跳（Device a口 10.1.1.2/24）收到此请求以后，发现请求所对应的IP地址是自己，于是回复一个ARP单播应答给PC1，此应答包含了10.1.1.2/24所对应的MAC地址。
    2. PC1此时已经收到ARP应答，得到了下一跳的MAC地址，进行以太帧头的封装，然后将数据报发送给Device。当PC1向Device发送ARP请求时，将自己的IP地址到物理地址的映射写入ARP请求中。当Device收到PC1的ARP请求后，Device就将PC1的这一映射写入到了自己的ARP缓存中。这是因为以后很可能Deviceh也要向PC1进行数据传送，为了以后彼此通信的方便，避免总是发送ARP请求及应答，减少网络上的通信。
    3. Device收到数据报文后，剥掉以太帧头，上送到IP层，发现IP首部中的目的IP地址11.1.1.2/24不是自己，需要转发，故查找自己的路由表，重新进行数据报文的封装。当封装到以太帧头时，发现目的MAC地址（11.1.1.2/24对应的MAC地址）未知，故Device也要发送ARP广播请求。
    4. PC2收到此请求以后，发现请求所对应的IP地址是自己，于是回复一个ARP单播应答给Device，此应答包含了11.1.1.2/24所对应的MAC地址。与前面Device学习PC1的ARP映射一样，PC2也相应地在自己的ARP缓存中记录了Device b口的IP地址到物理地址的映射。
    5. Device此时已经收到ARP应答，得到了PC2的MAC地址，进行以太帧头的封装。然后将数据报发送给PC2。
    6. PC2收到此数据报文后，拆封以太帧头，拆封IP首部后发现是个ICMP请求报文，于是会回复一个ICMP应答报文给PC1。此时的源IP地址变成了PC2的IP地址11.1.1.2/24，目的IP地址变成了PC1的IP地址10.1.1.1/24。由于目的IP与源IP不在同一网段，所以PC2也要查找FIB表，经查找得知下一跳为Device b口 11.1.1.1/24。如前所述，PC2的ARP缓存中已经记录了Device b口的映射信息，故不需要再向Device发送ARP请求，直接在ARP缓存中读到Device 11.1.1.1/24的MAC地址进行封装，将数据报发给Device。同理Device也不需要向PC1发送ARP请求，直接在自己的ARP缓存中读到PC1的MAC地址，将数据报文转发给PC1。
    7. PC1收到数据报文后，逐层拆封以太帧头、IP首部，得到ICMP应答报文，显示Ping通。

    Ping命令格式

    Ping命令的参数非常的丰富，用户可以依据检测目的、网络类型、当前网络状况等因素选择不同的参数。

    ping[ ip] [ –asource-ip-address| –ccount| –d| { –f| ignore-mtu} | –httl-value| –nexthopnexthop-ip-address| –iinterface-type interface-number| –mtime| –n| –name| –ppattern| –q| –r| { –spacketsize| –range[minmin-size| maxmax-size| stepstep-size]*} | –system-time| –ttimeout | –tostos-value| –v| –vpn-instancevpn-instance-name] *host[ ip-forwarding]

     

    表8-3Ping命令参数解释

    参数
    参数说明
    取值
    ip
    使用IPv4协议。不指定该参数时，也表示使用IPv4协议。
    –
    -asource-ip-address
    指定发送ICMP Echo Request报文的源IP地址。
    如果不指定源IP地址，将采用出接口的IP地址作为ICMP Echo Request报文发送的源地址。
    点分十进制形式。
    -ccount
    指定发送ICMP Echo Request报文次数。
    ping命令每发送一个ICMP Echo Request报文，顺序号就加1，顺序号从1开始，缺省情况下发送5个ICMP Echo Request报文，也可以通过命令行参数count设置发送ICMP Echo Request报文的个数。
    当网络质量不高时，可以增加发送报文数目，通过丢包率来检测网络质量。
    整数形式，取值范围是1～4294967295，缺省值是5。
    -d
    设置socket为debug模式。
    缺省为非debug模式。
    –f
    设置报文发送的过程中不分片。
    说明：
    使用-f参数后，ICMP报文将不会被分片，如果ICMP报文的大小超过链路的MTU值，ICMP报文将会被丢弃。可以通过不使用-f参数或者增大链路MTU值的方式使ICMP报文不被丢弃。
    –
    -httl-value
    指定TTL的值。
    报文在转发过程中，如果TTL字段的值减为0，报文到达的三层设备就会向源端发送ICMP超时报文，表明远程设备不可达。
    整数形式，取值范围是1～255。缺省值是255。
    -nexthopnexthop-ip-address
    指定下一跳IP地址。
    指定该参数后，ICMP Echo Request报文在发送前不再查找路由表，而是直接发送。可用于排除路由表项不正确而导致的Ping不通问题。
    点分十进制格式。
    iinterface-type interface-number
    设置发送ICMP Echo Request报文的接口。
    –
    -mtime
    指定发送下一个ICMP请求报文的等待时间。
    Ping发送ICMP Echo Request报文后等待应答（reply），缺省等待500毫秒后发送下一个ICMP Echo Request报文。可以通过time参数配置发送时间间隔。在网络状况较差情况下，不建议此参数取值小于500毫秒。
    整数形式，取值范围是1～10000，单位毫秒。缺省值是500。
    -n
    将host参数直接作为IP地址，而不需作域名解析。
    –
    -name
    显示目的地址的主机名。
    –
    -ppattern
    指定ICMP Echo Request报文填充字节。
    可以通过配置ICMP Echo Request报文的填充字节，便于故障定位人员从大量ICMP Echo Reply报文后识别出某类报文。
    16进制整数，取值范围是0～FFFFFFFF。缺省情况下，填充方式为从0x01开始，依次递增。
    -q
    指定只显示统计信息。
    ping命令指定此参数后，系统只显示发送、接收报文数、报文丢失率、最小返回时间、平均返回时间和最大返回时间。
    缺省情况下，显示全部信息。
    -r
    指定记录路由。
    如果指定记录路由，在IP报文传送过程中，在IP包到达三层路由设备后，经过的每一个三层设备都把它的IP地址放入选项字段中。当数据报到达目的端时，所经过的IP地址都应该复制到ICMP回显应答中，并且返回途中所经过的三层设备地址也要被加入到回应的IP报文中。当Ping程序收到回显应答时，它就可以显示出经过的三层设备的IP地址。
    缺省情况下，不记录路由。
    -spacketsize
    指定Echo Request报文的长度（不包括IP和ICMP报文头）。
    整数形式，取值范围是20～9600，单位是字节。缺省报文长度是56字节。
    -range
    设置Echo Request报文净荷长度的范围及变化步长。当需要发送可变长度的Echo Request报文时，可以配置该参数。
    如果不指定-range，发送报文的长度是-s packetsize。缺省值是56。如果指定-range，发送的第一个报文的长度是min min-size，后续报文长度按照步长step step-size递增，直到报文长度达到最大值max max-size。缺省情况下，长度范围是56～9600，步长是1。
    minmin-size
    设置Echo Request报文净荷长度的最小值。
    整数形式，取值范围是20～9600，单位是字节。缺省值是56。
    maxmax-size
    设置Echo Request报文净荷长度的最大值。
    整数形式，取值范围是20～9600，单位是字节。缺省值是9600。
    stepstep-size
    设置报文长度变化的步长。
    整数形式，取值范围是1～1000，单位是字节。缺省值是1。
    -system-time
    显示报文发送时的系统时间。
    –
    -ttimeout
    指定发送完ICMP Echo Request后，等待ICMP Echo Reply的超时时间。
    ping命令会发送ICMP Echo Request报文到某个地址，然后等待应答（reply），当ICMP Echo Request报文到达目标地址以后，在一个有效的时间内（timeout之前）返回ICMP Echo Reply给源地址，则说明目的地可达。如在有效时间内，没有收到回应，则在发送端显示超时。
    正常情况下，发送完ICMP Echo Request后会在1～10秒内收到应答（reply）。当网络传输速率较慢时，可以使用此参数加大ICMP ECHO_REQUEST报文的响应超时时间。
    整数形式，取值范围是0～65535，单位是毫秒。缺省超时时间是2000毫秒。
    -tostos-value
    指定发送ICMP Echo Request报文的ToS值。通过设置ToS值，配置ICMP报文的优先级别。
    整数形式，取值范围是0～255。缺省值是0。
    -v
    如果不指定-v，系统只显示本用户收到ICMP ECHO-REPLY报文。
    如果指定-v，系统会显示设备收到的所有ICMP ECHO-REPLY报文。
    –
    -vpn-instancevpn-instance-name
    VPN实例名。
    字符串形式，区分大小写，不支持空格，长度范围是1～31。当输入的字符串两端使用双引号时，可在字符串中输入空格。
    ignore-mtu
    忽略接口发送包的最大传输单元。
    –
    host
    目的主机的域名或IP地址。
    字符串形式主机名，不支持空格，区分大小写，长度范围是1～255，当输入的字符串两端使用双引号时，可在字符串中输入空格。或者合法的点分十进制IPv4地址。
    ip-forwarding
    指定头节点强制走IP。
    –

    END

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