Protocollo ICMP - Politecnico di Milano

Protocollo ICMP
Introduzione
The Internet Control Message Protocol (ICMP) is part of the Internet protocol suite as defined in
RFC 792. ICMP messages are typically generated in response to errors in IP datagrams (as specified
in RFC 1122) or for diagnostic or routing purposes.
The version of ICMP for Internet Protocol version 4 is also known as ICMPv4, as it is part of IPv4.
IPv6 has an equivalent protocol, ICMPv6.
ICMP messages are constructed at the IP layer, usually from a normal IP datagram that has
generated an ICMP response. IP encapsulates the appropriate ICMP message with a new IP header
(to get the ICMP message back to the original sending host) and transmits the resulting datagram in
the usual manner.
For example, every machine (such as intermediate routers) that forwards an IP datagram has to
decrement the time to live (TTL) field of the IP header by one; if the TTL reaches 0, an ICMP Time
to live exceeded in transit message is sent to the source of the datagram.
Each ICMP message is encapsulated directly within a single IP datagram, and thus, like UDP,
ICMP does not guarantee delivery.
Although ICMP messages are contained within standard IP datagrams, ICMP messages are usually
processed as a special case, distinguished from normal IP processing, rather than processed as a
normal sub-protocol of IP. In many cases, it is necessary to inspect the contents of the ICMP
message and deliver the appropriate error message to the application that generated the original IP
packet, the one that prompted the sending of the ICMP message.
Many commonly-used network utilities are based on ICMP messages. The traceroute command is
implemented by transmitting UDP datagrams with specially set IP TTL header fields, and looking
for ICMP Time to live exceeded in transit (above) and "Destination unreachable" messages
generated in response. The related ping utility is implemented using the ICMP "Echo" and "Echo
reply" messages.
List of permitted control messages (incomplete list):
0 - Echo Reply
1 - Reserved
2 - Reserved
3 - Destination Unreachable
4 - Source Quench
5 - Redirect Message
6 - Alternate Host Address
7 - Reserved
8 - Echo Request
9 - Router Advertisement
10 - Router Solicitation
11 - Time Exceeded
12 - Parameter Problem
13 - Timestamp
14 - Timestamp Reply
15 - Information Request
16 - Information Reply
17 - Address Mask Request
18 - Address Mask Reply
19 - Reserved for security
20-29 - Reserved for robustness experiment
30 - Traceroute
31 - Datagram Conversion Error
Carlo Todeschini – [email protected]
Reti di Comunicazione e Internet – Politecnico di Milano sede di Cremona – A.A. 2010-2011 – v. 1.5
1
32 - Mobile Host Redirect
33 - IPv6 Where-Are-You
34 - IPv6 Here-I-Am
35 - Mobile Registration Request
36 - Mobile Registration Reply
37 - Domain Name Request
38 - Domain Name Reply
39 - SKIP Algorithm Discovery Protocol
40 - Photuris, Security failures
41 - ICMP for experimental mobility protocols such as Seamoby [RFC4065]
42-255 - Reserved
Fonte: Wikipedia
Utilizzo
Esistono in GNU/Linux due comandi che possono essere utilizzati per interagire tramite protocollo
ICMP: ping e traceroute. Entrambi hanno lo scopo di facilitare le operazioni di diagnostica della
rete.
Il comando ping invia pacchetti di tipo ICMP con una richiesta di “Echo Request” e rimane in
attesa della relativa risposta “Echo Reply”. Tipicamente viene utilizzato per verificare se un dato
host è al momento raggiungibile in rete (non sempre però, per motivi di sicurezza, lo stack di rete
dell'host da analizzare è configurato per rispondere al ping...).
Ping is a computer network tool used to test whether a particular host is reachable across an IP
network; it is also used to self test the network interface card of the computer, or as a speed test. It
works by sending ICMP “echo request” packets to the target host and listening for ICMP “echo
response” replies. Ping measures the round-trip time[1] and records any packet loss, and prints
when finished a statistical summary of the echo response packets received, the minimum, mean,
max and in some versions the standard deviation of the round trip time.
Fonte: Wikipedia - http://en.wikipedia.org/wiki/Ping
Il comando traceroute permette di capire il tragitto che un pacchetto esegue per arrivare a un host di
destinazione; anche questo comando non dà sempre informazioni sicure al 100%....
traceroute is a computer network tool used to determine the route taken by packets across an IP
network. An IPv6 variant, traceroute6, is also widely available.
The traceroute tool is available on practically all Unix-like operating systems. Variants with similar
functionality are also available, such as tracepath on modern Linux installations and tracert on
Microsoft Windows operating systems. Windows NT-based operating systems also provide
PathPing, which provides similar functionality.
Fonte: Wikipedia - http://en.wikipedia.org/wiki/Traceroute
Il comando traceroute funziona inviando, ad ogni step, tre pacchetti; al primo invio i tre pacchetti
hanno un valore di “time-to-live” (TTL) pari a 1 e quindi non superano il primo router che
incontrano (non vengono forwardati al next-hop). Il router che riceve il pacchetti con TTL pari 1 li
distrugge e invia al mittente un pacchetto ICMP del tipo “ICMP time exceeded”. Al secondo invio
il TTL vale 2 e quindi i tre pacchetti, vedendo il TTL decrementato dal primo router incontrato,
Carlo Todeschini – [email protected]
Reti di Comunicazione e Internet – Politecnico di Milano sede di Cremona – A.A. 2010-2011 – v. 1.5
2
provocheranno al secondo router una risposta di tipo “ICMP time exceeded” e così via.
Esercizio 1
Verificare il funzionamento del comando ping.
Lanciare il seguente comando che esegue 3 ping verso il sito individuato:
ping -c 3 www.gnu.org
Verificare la corrispondenza della cattura con lo schema riportato:
Type (8 o 0)
Code (0)
identificatore
Checksum
Numero di sequenza
dati opzionali
Nota: il comando ping potrebbe non dare nessun risultato; questo non significa che l'host remoto non
esista o sia spento/in avaria, ma potrebbe essere “protetto” (ciò configurato per non rispondere al
comando ping) per motivi di sicurezza. Per esercizio provare a lanciare un ping verso indirizzi host
conosciuti.
Esempio di output:
ping -c 3 www.gnu.org
PING gnu.org (199.232.41.10) 56(84) bytes of data.
64 bytes from www.gnu.org (199.232.41.10): icmp_seq=1 ttl=45 time=183 ms
64 bytes from www.gnu.org (199.232.41.10): icmp_seq=2 ttl=45 time=182 ms
64 bytes from www.gnu.org (199.232.41.10): icmp_seq=3 ttl=45 time=182 ms
--- gnu.org ping statistics --3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss, time 2007ms
rtt min/avg/max/mdev = 182.336/182.863/183.681/0.766 ms
E' possibile variare il valore di TTL contenuto nei pacchetti generati dal ping con il parametro “-t
<VALORE DI TTL>”.
Esiste anche un metodo che permette di impostare il valore di TTL per l'intero stack IP (attenzione:
il cambiamento impatta sull'intero sistema); il valore attuale di TTL per i pacchetti generati dalla
macchina viene visualizzato tramite il comando, da lanciare come utente root,
cat /proc/sys/net/ipv4/ip_default_ttl
Per impostare un valore differente utilizzare il seguente comando:
echo <NUOVO_TTL> > /proc/sys/net/ipv4/ip_default_ttl
Carlo Todeschini – [email protected]
Reti di Comunicazione e Internet – Politecnico di Milano sede di Cremona – A.A. 2010-2011 – v. 1.5
3
(notare il simbolo “>” di redirezione). In questo modo si possono costruire dei pacchetti che
daranno errore dopo un certo numero di host incontrati sul loro cammino.
Esercizio 2
Per esercizio si conteggi la “lontananza” misurata in “numero di host da attraversare” tra la
macchina in uso e un server sulla rete variando di volta in volta il valore di TTL partendo dal valore
1 e incrementandolo di volta in volta fino a che non si genera più errore.
Esercizio 3
Eseguire il comando traceroute verso l'host utilizzato nell'esempio precedente:
traceroute www.gnu.org
e sniffare il traffico.
➢
➢
Che protocollo viene utilizzato?
Quanti pacchetti vengono inviati ad ogni iterazione?
Esercizio 4 – Importante...
Eseguire il comando traceroute con una modalità diversa verso l'host utilizzato nell'esempio
precedente:
traceroute -In www.gnu.org
e sniffare il traffico.
➢
➢
➢
Che protocollo viene utilizzato rispetto all'esercizio precedente?
Riportano entrami gli stessi risultati?
Quale dei due è più efficiente/efficace?
Hint...
[...]
On modern Unix and Linux-based operating systems, the traceroute utility by default uses UDP
datagrams with destination ports number from 33434 to 33534. The traceroute utility usually has an
option to specify use of ICMP echo request (type 8) instead, as used by the Windows tracert utility.
If you have a firewall and if you want traceroute to work from both machines (Unix/Linux and
Windows) you will need to allow both protocols inbound through your firewall (UDP with ports
from 33434 to 33534 and ICMP type 8).
There are also traceroute implementations that use TCP packets, such as tcptraceroute or layer four
traceroute. PathPing is a utility introduced with Windows NT that combines ping and traceroute
functionality. mtr (my traceroute) is an enhanced version of ICMP traceroute which is available for
Unix and Windows systems. All implementations of traceroute rely on ICMP (type 11) packets
being sent to the originator.
Fonte: Wikipedia - http://en.wikipedia.org/wiki/Traceroute
Carlo Todeschini – [email protected]
Reti di Comunicazione e Internet – Politecnico di Milano sede di Cremona – A.A. 2010-2011 – v. 1.5
4