PDF de programación - Tema 12 - ICMP

Bloque IV: El nivel de red

Tema 12: ICMP

Índice

• Bloque IV: El nivel de red

– Tema 12: ICMP
• Introducción
• ICMP: Puerto inalcanzable
• ICMP: Fragmentación requerida
• Ping
• Traceroute

• Referencias

– Capítulo 4 de “Redes de Computadores: Un enfoque 

descendente basdado en Internet”. James F. Kurose, Keith 
W. Ross. Addison Wesley, 2ª edición. 2003.

– Capítulos 6, 7 y 8 de “TCP/IP Illustrated, Volume 1: The 
Protocols”, W. Richard Stevens, Addison Wesley, 1994.

RC ­ Bloque IV ­ Tema 12

2

Introducción

•
•

Internet Control Message Protocol
ICMP comunica mensajes de error y otras condiciones que 
requieren atención.

• Los mensajes ICMP se transmiten dentro de datagramas IP 

(RFC 792)

• Dos tipos de mensajes: error y consulta.
• Formato de mensaje ICMP:

– Tipo: identifica el tipo de mensaje ICMP (hay 15 distintos)
– Código: utilizado en algunos códigos para especificaciones 

más detalladas.

– Checksum: cubre al mensaje ICMP completo (mismo 

algoritmo que para el checksum de IP)

TCP

UDP

Datagrama IP

ICMP

TRANSPORTE

Cabecera IP

Mensaje ICMP

IP

RED

RC ­ Bloque IV ­ Tema 12

Ethernet

ENLACE

8 8 16

Código

Tipo
Contenido dependiente de Tipo y Código

Checksum

3

Tipos de mensajes ICMP
Descripción

Consulta

Error

Tipo

Código

0

3

8

9

10

11

0

0
1
2
3
4
0

0

0

0
1

Respuesta de eco (ping reply)

Destino inalcanzable:
 Red inalcanzable
 Máquina inalcanzable
 Protocolo inalcanzable
 Puerto inalcanzable 
 Fragmentación requerida, pero bit DF activo
Petición de eco (ping request)

Aviso de router

Solicitud de router

Tiempo consumido (time exceeded)
 TTL = 0 durante tránsito
 TTL = 0 durante reensamblado

X

X

X

X

RC ­ Bloque IV ­ Tema 12

X
X
X
X
X

X
X

4

Tipos de mensajes ICMP
Descripción

Consulta

Error

Tipo

Código

5

12

13

14

17

18

0
1

0
1

0

0

0

0

Redirección (Redirect)
 Redirección para red
 Redirección para host

Problema con parámetros:
 Cabecera IP errónea
 Falta opción requerida

Petición de tiempo

Respuesta de tiempo

Petición de máscara de direcciones

Respuesta de máscara de direcciones

X
X

X
X

X

X

X

X

RC ­ Bloque IV ­ Tema 12

5

ICMP: Puerto inalcanzable

• Mensaje de error utilizado por UDP, cuando el destino no 

dispone de un proceso en el puerto de destino:
– Se incluye la cabecera del mensaje que provocó el error.

• IP de destino y origen
• Protocolo incluido en el campo de datos

– Y los primeros 8 bytes del datagrama IP = Cabecera UDP 

(incluye puerto destino y origen)

0 8 16
31

Tipo (3)

Código (3)

Checksum

Sin usar (ceros)

Cabecera IP (con opciones) +

Primeros 8 bytes del datagrama IP

RC ­ Bloque IV ­ Tema 12

6

ICMP: Puerto inalcanzable

IP destino: 210.53.23.10
IP origen:  210.53.23.35

Puerto destino: 8888
Puerto origen: 12345

Datagrama UDP 
destinado a un 
puerto vacío

20 bytes 8 bytes Variable
Cabecera IP Cab.
UDP

Datos UDP

14 bytes 20 bytes 8 bytes 20 bytes 8
bytes
Cabecera IP Cab.
UDP

Cabecera IP Cab.
ICMP

Cabecera
Ethernet

IP destino: 210.53.23.35
IP origen:  210.53.23.10

RC ­ Bloque IV ­ Tema 12

Mensaje ICMP

7

ICMP: Fragmentación requerida

• Mensaje de error utilizado por un router cuando tiene 
que fragmentar un datagrama IP pero tiene el flag DF 
activado.
– Incluye el MTU de la red que provocó el error y la 

cabecera del mensaje que provocó el error.

0 8 16
31

Tipo (3)

Código (4)

Sin usar (ceros)

MTU de la red del siguiente

Checksum

salto

Cabecera IP (con opciones) +

Primeros 8 bytes del datagrama IP

RC ­ Bloque IV ­ Tema 12

8

ICMP: Fragmentación requerida

• Este mensaje de error es utilizado en un mecanismo denominado Path 

MTU discovery que permite averiguar el MTU mínimo durante una 
comunicación y reducir la fragmentación IP (sólo se hace en origen).
– Path MTU: MTU mínimo en cualquier red en el camino entre dos 

hosts.

• Funcionamiento del Path MTU discovery:

– Se habilita el bit DF (Don’t Fragment) en los datagramas enviados.
– Si algún router en el camino necesita fragmentar  Generará el 

mensaje ICMP Fragmentación requerida

– Si se recibe un mensaje ICMP Fragmentación requerida con el 

nuevo MTU:

• Si eran datos TCP  TCP debe reducir el tamaño del 

segmento (en base al nuevo MTU) y retransmitir.

• Sino (p.e. UDP)  IP fragmenta los datagrama en base al 

nuevo MTU.

– Como las rutas cambian dinámicamente  Se puede probar un 

MTU mayor pasado un cierto intervalo (RFC 1191 recomienda 10 
minutos).

RC ­ Bloque IV ­ Tema 12

9

Ping

•

•
•
•

•

Packet InterNet Grouper: herramienta de diagnóstico que comprueba si un nodo de la red 
es alcanzable.
Cliente: Envía ICMP echo request
Servidor: Responde con ICMP echo reply
Formato mensajes ICMP echo request y reply:

Identificador: en UNIX es el identificador del proceso.

–
– Número de secuencia: inicialmente 0, y se incrementa con cada echo request.

Existen variedad de implementaciones (presentación de resultados, opciones del 
programa...):

indurain % ping olano
PING olano: 56 data bytes
64 bytes from olano (210.53.23.10): icmp_seq=0. time=7. ms
64 bytes from olano (210.53.23.10): icmp_seq=1. time=4. ms
­­­ olano PING Statistics­­­­
3 packet transmitted, 3 packets received, 0% packet loss
round­trip (ms) min/avg/max = 4/5/7

0 8 16
31

Tipo (0 ó 8)

Código

Checksum

Identificador

Número de secuencia

Datos (tamaño variable)

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Ping: Registro de ruta

• Opción IP de registro de ruta: se van registrando en la cabecera IP los 

routers por los que pasa el mensaje.
– Los routers deben implementar esta opción
– Problema: espacio limitado en cabecera IP (40 bytes  máximo 9 

direcciones IP)

– UNIX o Linux: ping –R / Windows: ping –r
20 bytes <= 40 bytes 8 bytes Variable

Cabecera

IP

Opciones

Cabecera

ICMP
39 bytes

Datos

Cód. Long
1 1 1 4 4 4

Dir. IP 1

Dir. IP 2

Dir. IP 9

Ptr

...

• Código: Tipo de opción IP. (RR=7)
•
• Puntero: Índice que especifica la siguiente posición libre para escribir 

Longitud: Máximo 39 bytes.

una dirección (4 – lista vacía, 8, 12, ..., 36, 40 – lista llena)
La dirección que guardan los routers es la de salida.

•

RC ­ Bloque IV ­ Tema 12

11

Ping: Timestamp

• Opción IP de timestamp: registra el instante de tiempo (milisegundos desde 

medianoche) por el que pasa en cada router.
20 bytes <= 40 bytes 8 bytes Variable

Opciones

Cabecera

ICMP

Cabecera

IP

Datos

Cód. Long
1 1 1 ½ ½ 4 4 4

OF FL

Tiempo 9

Ptr

...

40 bytes
Tiempo 1 Tiempo 2

Long: longitud total de la opción

• Código: 0x44 para timestamp
•
• Ptr: puntero a la siguiente entrada disponible (5, 9, 13, ...)
• OF (Overflow): si un router no puede añadir su timestamp por falta de espacio 

 Incrementa el campo OF.
FL (Flags): modos de operación
– 0: registra únicamente timestamps 
– 1: registra direcciones IP y timestamps (máximo 4)
– 3: el emisor inicializa la lista con 4 direcciones IP, y si el router es una de 

•

ellas registra su timestamp

RC ­ Bloque IV ­ Tema 12

12

Traceroute

• Problemas del ping con registro de ruta:
– Falta de espacio en la cabecera IP

• Registro de ruta: máximo 9 routers
• Timestamp: máximo 4 routers (o 9 timestamps sin direcciones 

IP)

– No todos los routers soportan la opción de registro de ruta
– No hay control sobre los relojes de los routers

• Solución: traceroute

– Herramienta de diagnóstico que permite ver la ruta que sigue un 

datagrama, además de permitir encaminamiento en origen.

• Se basa en: datagramas UDP, el campo TTL de la cabecera IP y los 

mensajes de error ICMP Puerto inalcanzable y Tiempo excedido
– Sólo requiere que el protocolo UDP esté operativo en el 

destinatario.

– Cuando un router al decrementar el campo TTL obtiene 0  

Genera un mensaje de error ICMP Tiempo excedido

– Cuando UDP recibe un datagrama para un puerto vacío  Genera 

un mensaje de error ICMP Puerto inalcanzable

RC ­ Bloque IV ­ Tema 12

13

Traceroute

•

ICMP Tiempo excedido
– Código 0: TTL = 0 durante el tránsito
– Código 1: tiempo máximo de reensamblado excedido

• Se produce en la fragmentación IP al perderse uno de 

los fragmentos

0 8 16
31

Checksum

Tipo (11)

Código (0 ó 1)

Sin usar (ceros)

Cabecera IP (con opciones) +

Primeros 8 bytes del datagrama IP

RC ­ Bloque IV ­ Tema 12

14

Traceroute: Funcionamiento

RA

154.63.1.1

172.25.1.1

RB

172.25.1.2

173.197.15.10

olano
173.197.15.4

indurain
154.63.4.1

Cab.
UDP

Datos

Cab. IP
IP origen: 154.63.4.1
IP destino: 173.197.15.4
TTL = 1

Cab.
ICMP

Cab. IP
IP origen: 154.63.1.1
IP destino: 154.63.4.1
TTL = 32

RC ­ Bloque IV ­ Tema 12

ICMP Tiempo excedido

15

Traceroute: Funcionamiento

RA

154.63.1.1

172.25.1.1

RB

172.25.1.2

173.197.15.10

olano
173.197.15.4

indurain
154.63.4.1

Cab.
UDP

Datos

Cab. IP
IP origen: 154.63.4.1
IP destino: 173.197.15.4
TTL =2

Cab.
UDP

Datos

Cab. IP
IP origen: 154.63.4.1
IP destino: 173.197.15.4
TTL =1

Cab.
ICMP

Cab. IP
IP origen: 172.25.1.2
IP destino: 154.63.4.1
TTL = 32

ICMP Tiempo excedido

16

RC ­ Bloque IV ­ Tema 12

Traceroute: Funcionamiento

RA

154.63.1.1

172.25.1.1

RB

172.25.1.2

173.197.15.10

olano
173.197.15.4

indurain
154.63.4.1

Cab.
UDP

Datos

Cab. IP
IP origen: 154.63.4.1
IP destino: 173.197.15.4
TTL =3

RC ­ Bloque IV ­ Tema 12

Cab.
UD