什么是ping？ping命令的作用和原理有哪些？

当遇到网络不通的情况，网络管理员会说：“等我ping一下，看看什么情况。”

那么，问题来了。

到底什么是ping？ping一下命令的作用和原理又是什么？

ping是定位网络通不通的一个重要手段。用来探测本机与网络中另一主机之间是否可达的命令，如果两台主机之间ping不通，则表明这两台主机不能建立起连接。

ping 命令是基于 ICMP 协议来工作的。 ICMP 全称为 互联网 控制报文协议( 互联网 Control Message Protocol)。ping 命令会发送一份ICMP回显请求报文给目标主机，并等待目标主机返回ICMP回显应答。因为ICMP协议会要求目标主机在收到消息之后，必须返回ICMP应答消息给源主机，如果源主机在一定时间内收到了目标主机的应答，则表明两台主机之间网络是可达的。

举例描述ping命令的工作过程

1. 假设有两个主机，主机A(192.168.0.1)和主机B(192.168.0.2)，现在我们要监测主机A和主机B之间网络是否可达，那么我们在主机A上输入命令：ping 192.168.0.2

2. 此时，ping命令会在主机A上构建一个 ICMP的请求数据包，然后 ICMP协议会将这个数据包以及目标IP(192.168.0.2)等信息一同交给IP层协议。

3. IP层协议得到这些信息后，将源地址(即本机IP)、目标地址(即目标IP：192.168.0.2)、再加上一些其它的控制信息，构建成一个IP数据包。

4. IP数据包构建完成后，还不够，还需要加上MAC地址，因此，还需要通过ARP映射表找出目标IP所对应的MAC地址。当拿到了目标主机的MAC地址和本机MAC后，一并交给数据链路层，组装成一个数据帧，依据以太网的介质访问规则，将它们传送出出去。

5. 当主机B收到这个数据帧之后，会首先检查它的目标MAC地址是不是本机，如果是就接收下来处理，接收之后会检查这个数据帧，将数据帧中的IP数据包取出来，交给本机的IP层协议，然后IP层协议检查完之后，再将ICMP数据包取出来交给ICMP协议处理，当这一步也处理完成之后，就会构建一个ICMP应答数据包，回发给主机A。

6. 在一定的时间内，如果主机A收到了应答包，则说明它与主机B之间网络可达，如果没有收到，则说明网络不可达。除了监测是否可达以外，还可以利用应答时间和发起时间之间的差值，计算出数据包的延迟耗时。

通过ping的流程可以发现，ICMP协议是这个过程的基础，是非常重要的。

那么，ICMP又是什么?

我们知道，ping命令是基于ICMP协议来实现的。那么我们再来看下图，就明白了ICMP协议又是通过IP协议来发送的，即ICMP报文是封装在IP包中。

IP协议是一种无连接的，不可靠的数据包协议，它并不能保证数据一定被送达，那么我们要保证数据送到就需要通过其它模块来协助实现，这里就引入的是ICMP协议。

当传送的IP数据包发送异常的时候，ICMP就会将异常信息封装在包内，然后回传给源主机。

将上图再细拆一下可见：

继续将ICMP协议模块细拆：

由图可知，ICMP数据包由8bit的类型字段和8bit的代码字段以及16bit的校验字段再加上选项数据组成。

ICMP协议大致可分为两类：

• 查询报文类型

• 差错报文类型

查询报文类型：

查询报文主要应用于：ping查询、子网掩码查询、时间戳查询等等。

上面讲到的ping命令的流程其实就对应ICMP协议查询报文类型的一种使用。在主机A构建ICMP请求数据包的时候，其ICMP的类型字段中使用的是 8 (回送请求)，当主机B构建ICMP应答包的时候，其ICMP类型字段就使用的是 0 (回送应答)。

差错报文类型：

差错报文主要产生于当数据传送发送错误的时候。

它包括：目标不可达(网络不可达、主机不可达、协议不可达、端口不可达、禁止分片等)、超时、参数问题、重定向(网络重定向、主机重定向等)等等。

当传送IP数据包发生错误的时候(例如主机不可达)，ICMP协议就会把错误信息封包，然后传送回源主机，那么源主机就知道该怎么处理了。

微云网络&网络综合解决方案提供商，助力企业信息化建设、数字化转型、以及全球化互联。SD-WAN方案可实现全球访问加速、SaaS访问加速、海外视频加速、海外分支组网，有效提升国际间沟通效率，助力中国企业开拓国际市场。服务热线：400-028-9798，欢迎来电咨询。