目前，IP层的东西基本讲解完，数据包的发送或分片发送没有具体涉及到。数据包的发送，与上层协议密切相关，即传输层，后面的内容就是讨论传输层的东西了。这里先讲解传输层协议中比较简单的ICMP协议。ICMP（Internet Control Message Protocol）是Internet控制报文协议，用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息。这些控制消息虽然并不传输用户数据，但是对于用户数据的传递起着重要的作用。
在以前讲解IP层ip_input函数时，已经三次涉及到了ICMP的东西，第一次在数据包转发过程中，需要将数据包的TTL值减1，若此时TTL值变为0则用icmp_time_exceeded函数向源主机返回一份超时ICMP信息；还有两次是ip_input函数通过IP报文头部的协议字段值判断该数据包是交给哪个上层协议的，若是ICMP协议，则调用icmp_input函数；若没有一个协议能接受这个数据包，则调用icmp_dest_unreach函数向源主机返回一个协议不可达ICMP差错控制包。这里先讲解icmp_time_exceeded和icmp_dest_unreach函数是怎样发送ICMP信息包的。
先来看看ICMP报文的格式，所有ICMP报文的前四个字节都是一样的，分别为1字节的类型字段，1字节的代码字段和2字节的校验和字段。校验和字段的计算覆盖整个ICMP报文。类型字段和代码字段唯一确定了该ICMP报文属于那种类型：如回显、超时、时间戮请求等等，尽管各种类型的ICMP报文结构通常是不相同的，但它们开始的四个字节是相同的。ICMP报文从大的方面来说可以分为ICMP查询报文和ICMP差错报文。ICMP查询报文包括ICMP回显应答、回显请求、时间戮请求、地址掩码请求等等类型，LWIP只实现了ICMP回显应答；ICMP差错报文有目的不可达、超时、重定向等等类型，LWIP只实现了目的不可达、超时两项ICMP处理功能。这里先讲解目的不可达和超时两种类型的ICMP处理。
目的不可达和超时两种ICMP报文均属于ICMP差错报文，协议中规定，ICMP差错报文应始终包含产生ICMP差错报文的IP数据报的IP首部和数据前8个字节。所以，目的不可达和超时这两种ICMP报文均有下面的报文结构，这个结构与前面所述完全相符，不解释了。
先讲与icmp_dest_unreach函数所描述的目的不可达差错报文。该报文的类型字段值应为3，代码字段值应为（0-15），目前LWIP只支持（0-5），分别表示网络不可达、主机不可达、协议不可达、端口不可达、需进行分片但设置了不分片位、源站选择失败。很明显，在ip_input函数找不到将该数据包交到哪个上层协议时，应该产生一个协议不可达的差错报文，即代码字段值为2。函数原型如下，输入参数为接收到的目标不可达的IP数据包和应该用于填充ICMP头部代码字段的值。
void icmp_dest_unreach(struct pbuf *p, enum icmp_dur_type t)
现在来看看这个函数做了哪些工作，首先为要发送数去的ICMP数据包申请一个pbuf缓冲区，这个缓冲区的长度为上图所述结构的长度与一个IP数据报头大小之和，之所以要多申请IP数据报头大小的空间是为了当该ICMP数据包被递交给IP层发送时，IP层不需要再去申请一个数据报头来封装该ICMP数据包，而是直接在已经申请好的报头中填入IP头部数据，注意这里申请好的pbuf的payload指针是指向ICMP数据报头处的。接下来，函数填写ICMP数据包的相关字段，将类型段填充为3，代码段为输入参数t，同时将不可达的IP数据包的IP报头和数据前8个字节拷贝到ICMP数据包相应字段，最后计算校验和字段的值，然后调用ip_output函数将组装好的ICMP包发送出去。
ip_output函数通过调用ip_output_if函数完成数据包的发送，它在调用ip_output_if函数前，要先根据发送数据包的目的IP地址找到相应的发送网络接口结构，并将该结构作为调用ip_output_if函数的参数。ip_output_if函数主要是填充IP报头各个字段的值，然后调用netif->output函数将封装好的IP数据包发送出去。
icmp_time_exceeded函数用于产生一个超时类型的ICMP报文。该类型的报文与上面所述的报文有完全相同的报文结构，但类型字段值应为11，代码字段应为0或1，分别代表传输期间生存时间超时和数据组装期间生存时间超时。对于后者，在讨论数据包重组时，我们知道每个ip_reassdata结构体中都有个时间字段，当指定的时间到达而数据包还未被组装完毕，则内核会将该ip_reassdata结构相关的所有分片数据全部删除，并向源主机发送一个代码字段为1的超时ICMP报文。
从代码流程和内容来看，icmp_time_exceeded函数和icmp_dest_unreach函数完全一样，只是在填充ICMP报文的类型和代码字段使用了不同的值，这里不再赘述。
接下来该讨论ICMP查询报文了，这部分在整个产品的设计调试过程中显示出非常重要的作用。即Ping命令，它与ICMP回显应答、请求报文密切相关。
这小段来自于协议：“Ping”这个名字源于声纳定位操作。目的是为了测试另一台主机是否可达。该程序发送一份 ICMP回显请求报文给主机，并等待返回ICMP回显应答。一般来说，如果不能Ping到某台主机，那么就不能 Telnet或者FTP到那台主机。反过来，如果不能Telnet到某台主机，那么通常可以用Ping程序来确定问题出在哪里。Ping程序还能测出到这台主机的往返时间，以表明该主机离我们有“多远”。同时，Ping程序也能在数据包的路由过程中记录下路由路径。
ICMP回显请求和回显应答报文格式如下图，回显应答的类型值为0，回显请求类型值为8，二者代码字段值均为0，Unix系统在实现ping程序时是把ICMP报文中的标识符字段置成发送进程的ID号。这样即使在同一台主机上同时运行了多个ping程序实例，ping程序也可以识别出返回的信息。序列号从0开始，每发送一次新的回显请求就加 1。
icmp_input函数处理接收到的ICMP数据包，并根据包类型做相应的处理。目前LWIP只能处理ICMP回显请求包，对其他类型的ICMP包不做响应，这在嵌入式产品中是足够用了的。对于ICMP回显请求，icmp_input需要生成一个回显应答报文返回给源主机。
来看看icmp_input函数做了哪些工作。首先将传进来的数据包pbuf的payload指针调整为指向ICMP头部，并判断ICMP头部长度是否小于4个字节，若是，则说明是个错误的ICMP数据包，该包被丢弃。对于正确的ICMP包，函数根据其头部类型字段的值判断该做什么样的处理。当前版本只实现了对ICMP回显请求的相关响应操作。
若当前的数据包为ICMP回显请求，则函数继续判断该数据包是否为广播或者多播包，对这两种数据包不做处理；接下来判断该数据包大小是否小于ICMP回显请求头部长度（如上图所示），是则丢弃数据包；接下来函数为这个数据包申请IP报头和以太网帧头内存空间，成功后将该ICMP包类型字段变为0，从新计算校验和，并将IP报头的源IP地址和目的IP地址交换位置，最后将整个数据包利用ip_output_if函数将数据包发送出去。ICMP回显应答将回显请求中的数据原样返回给源主机，源主机在收到回显应答后，通过处理回显应答中的数据可以得到相关信息，如计算往返时间等。
ICMP就是这么多了。
来源：oschina
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