PDF de programación - Protocolo de Mensajes de Control de Internet (ICMP)

PRÁCTICA 2

Protocolo de Mensajes de Control de Internet (ICMP)

REDES (9359)

ING. TÉCNICA EN INFORMÁTICA DE SISTEMAS



CURSO 2010/2011

(Este documento es una versión en papel de la versión completa en formato web-SCORM

publicada a través de la plataforma Moodle-UA)



Práctica 2. Protocolos de Control de Internet (ICMP)



2.1. Introducción

El objetivo de la práctica 2 de la asignatura Redes es profundizar en el funcionamiento del protocolo de
mensajes de control y error ICMP.

El alumno adquirirá conocimientos acerca de los diferentes mensajes ICMP y su utilidad a la hora de
controlar una red de ordenadores. En la realización de la práctica se abordarán distintas situaciones de error
en el funcionamiento de una red de datagramas basada en el protocolo IP y se evaluará de forma práctica los
tiempos de respuesta de la red.



2.2. Protocolo ICMP

2.2.1 Descripción del protocolo

ICMP (Internet Control Message Protocol, Protocolo de Mensajes de Control de Internet) es considerado
como parte de la capa de red IP. ICMP es un protocolo empleado por los routers (encaminadores) y por los
hosts (clientes, servidores, etc) para comunicar la información de control o de error de la red.



Figura 1. Red de datos compuesta por Routers y Hosts.



Además de los fallos en las líneas de comunicación, IP tiene fallos en la entrega de datagramas cuando la
máquina destino está desconectada, cuando el tiempo de vida se acaba o cuando existe congestión en los
encaminadores. El protocolo IP no puede controlar estas situaciones y los diseñadores de TCP/IP crearon
ICMP como mecanismo de informe de errores y/o situaciones anómalas en la red. Una consideración a tener
en cuenta es que ICMP informa de errores, pero no los corrige.

Los mensajes ICMP requieren dos niveles de encapsulación. ICMP es transmitido en el interior de
datagramas IP, estructuras que viajan en la trama de cada red física:



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Práctica 2. Protocolos de Control de Internet (ICMP)



ICMP



IP

Datos ICMP
Encabezado

ICMP



Encabezado de

datagrama

Datos de datagrama



Encabezado de

trama

Datos de la trama



Figura 2. Encapsulación de protocolo ICMP.



2.2.2. Formato de los mensajes ICMP

Aunque cada mensaje ICMP tiene su propio formato, todos comienzan con los mismos tres campos; un
campo TYPE (tipo) de mensaje, de 8 bits, que identifica el mensaje; un campo CODE (código) de 8 bits,
que aporta más información sobre el tipo de mensaje, y un campo de verificación SVT, de 16 bits. Los
siguientes 32 bits después del campo SVT tienen un propósito que varía y depende tipo y código del paquete
ICMP considerado.

Figura 3. Esquema general de mensaje ICMP.



A continuación se describen los distintos tipos de mensajes ICMP (tabla 1):

Mensaje ICMP

Tipo

Respuesta de Eco.

Destino inaccesible.

Disminución de origen.

Redirección.

Solicitud de Eco.

Tiempo excedido para un datagrama.

Problema de parámetros de un datagrama.

Solicitud de timestamp.

0

3

4

5

8

11

12

13

3



Práctica 2. Protocolos de Control de Internet (ICMP)



Mensaje ICMP

Tipo

Respuesta de timestamp.

Solicitud de información.

Respuesta de información.

Solicitud de máscara de dirección.

Respuesta de máscara de dirección.

14

15

16

17

18

Tabla 1. Tipos de mensajes ICMP.



Un error ICMP enviado contiene siempre la cabecera IP y los 8 primeros octetos de datos del datagrama que
lo provocó. Ello permite al módulo ICMP asociar el mensaje recibido a un protocolo particular (TCP o UDP
en función del campo ‘protocolo’ de la cabecera IP) y a un proceso de usuario determinado (mediante los
números de puerto de TCP o UDP).

Las situaciones expuestas a continuación no generan mensajes de error ICMP:

• Un mensaje de error ICMP. Un mensaje de error ICMP puede, a pesar de todo, ser generado

como respuesta a una solicitud ICMP.

• Un datagrama destinado a una dirección IP de ‘broadcast’.

• Un datagrama enviado como ‘broadcast’ de la capa de enlace.

• Un datagrama fragmentado que no sea el primero de la secuencia.

• Un fragmento recibido fuera de secuencia.

• Un datagrama cuya dirección fuente no está asociada a una única máquina. Esto significa que la

dirección fuente no puede valer 0, ni ser el bucle local, ni una dirección broadcast.

En las siguientes secciones se describen los mensajes ICMP más destacados.



2.3. Mensajes echo y echo reply

Existe en los sistemas Unix, Linux, Windows 9X, NT, 2000, XP o Vista, un programa de aplicación
denominado ping que presenta una serie de posibilidades que lo convierten en una herramienta muy valiosa
a la hora de depurar y localizar errores. Formalmente ‘ping’ proporciona una prueba de accesibilidad y
estado de un destino.

‘Ping’ se basa en el protocolo ICMP, o protocolo de control de transmisión. A diferencia del resto de
aplicaciones TCP/IP, no utiliza ninguno de los protocolos de transporte TCP o UDP. Se apoya directamente
sobre IP. Este aspecto debe tenerse en cuenta, dado que la recepción de una respuesta al comando ping indica
que la máquina remota está activa a nivel IP, pero no asegura que el funcionamiento de su capa TCP o UDP
sea el correcto.



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Práctica 2. Protocolos de Control de Internet (ICMP)



‘Ping’ utiliza un mensaje de petición de echo (tipo 8) para enviar un datagrama a su destinatario y espera el
retorno de un mensaje ‘echo reply’ (tipo 0) del destinatario. De este modo, es capaz de evaluar tiempos de
respuesta promedios. Dispone de varias opciones, entre las que cabe destacar la posibilidad de modificar el
tamaño del paquete enviado, el registro de ruta, y el control del número de paquetes enviados. Por ejemplo:



C:\> ping -l 200 172.20.43.231


provocaría la emisión hacia el router CISCO 1601 de 4 paquetes, cada uno de ellos con 200 bytes de datos a
los que habría que sumar 20 bytes de la cabecera IP y 8 de la ICMP:

Figura 4. Mensaje ping.



La respuesta que Ping proporcionada en pantalla corresponde a una serie de líneas donde se indica el tiempo
de respuesta del echo ICMP y el número de secuencia. Después de ejecutar el comando, queda reflejado el
número de paquetes perdidos, los tiempos mínimos, máximos y medios de respuesta (ida y vuelta). Nos
permitirá conocer la tasa de error de un enlace así como la velocidad real de transmisión de forma
experimental.

Algunas opciones del comando ping para sistemas operativos MS Windows y Linux se reflejan en la tabla 2:

ping [opciones] <ipaddr>



MS Windows Linux

Descripción

-n <x>.

-l <y>.

-i <z>.

-f .

-c <x>.

-s <y>.

-t <z>.

-D.

Envía <x> paquetes ICMP.

Envía paquetes de longitud <y>.

Limita la vida del paquete (TTL) a <z>.

Activa el bit Don’t fragment.



Tabla 2. Opciones del comando ping para MS Windows y Linux.



siendo <ipaddr> la dirección IP de destino.


El formato de los mensajes ICMP de solicitud de Eco y respuesta de Eco es el siguiente:



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Práctica 2. Protocolos de Control de Internet (ICMP)



0 8 16 31

Tipo (8 ó 0)

Código (0)

SVT

Identificador

Número de secuencia

Datos opcionales

....

Figura 5. Formato de mensaje ICMP echo request y echo reply.



El campo indicado como datos opcionales es un campo de longitud variable que contiene los datos que
regresarán al emisor. Una respuesta de ‘echo’ siempre devuelve exactamente los mismos datos presentes en
la solicitud. Los campos identificador y número de secuencia son utilizados por la máquina de usuario para
responder a las solicitudes.

2.4. Fragmentación IP

Los mensajes ICMP como se ha mostrado en la Figura 4 se encapsulan siempre en datagramas o paquetes IP
en una red con arquitectura TCP/IP. Cuando el tamaño del paquete IP en el que se encapsula un mensaje
ICMP supera el tamaño de la unidad máxima de transferencia (Maximum Transfer Unit: MTU) del nivel de
enlace, es decir del canal de comunicación es necesario distribuir dicho mensaje en varios bloques de datos.
A este proceso se le denomina fragmentación IP.

Es importante resaltar que en el caso en que la longitud del paquete IP, cabecera más datos, sea inferior o
igual a la MTU del nivel de enlace, el datagrama entero cabrá dentro de un bloque de datos de la trama del
nivel de enlace y no se producirá el proceso de fragmentación IP. En general, no hay una norma fija que
determine el tamaño de los datagramas. El tamaño máximo de los paquetes IP depende de los dispositivos y
máquinas que se interconectan en una topología de red.

Sin embargo, cuando la capa IP necesita encapsular un mensaje cuyo paquete IP resultante sea de longitud
superior a la longitud máxima permitida por el valor de MTU, entonces la capa IP realizará un proceso de
fragmentación que distribuirá el mensaje en tantos paquetes IP como sea necesario.

El proceso de fragmentación puede tener lugar en la máquina que genera y envía el mensaje inicialmente y
en cada uno de los nodos intermedios (routers) que están entre el nodo emisor y receptor. Cabe mencionar,
que por lo general, si un paquete IP es fragmentado, éste no será reensamblado de nuevo hasta que no
alcance el nodo receptor o destino final del mensaje. No obstante, el paquete IP fragmentado puede de nuevo
fragmentarse en paquetes aun más pequeños cuando se producen cambios de métodos de transmisión, como
los que se producen cuando se pasa de una red a otra.