Internet Control Message Protocol ICMP. Struttura di un Messaggio ICMP. Segnalazione degli Errori

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1 I semestre 03/04 Internet Control Message Protocol ICMP Comunica messaggi di errore o altre situazioni che richiedono intervento Errore di indirizzo o di istradamento Congestione in un router Richiesta informazioni Prof. Vincenzo Auletta Università degli studi di Salerno Laurea in Informatica 2 Cambiamento in una tavola di routing Messaggi ICMP sono incapsulati all interno di datagrammi IP devono viaggiare all interno dell interrete Protocollo definito nell RFC 792 Segnalazione degli Errori Struttura di un Messaggio ICMP 3 ICMP è un protocollo per la segnalazione degli errori L errore viene segnalato alla sorgente del datagramma la segnalazione è inviata dalla destinazione o da un router intermedio La sorgente deciderà come intervenire ICMP non può essere utilizzato per inviare informazioni ai router attraversati dal datagramma Nell header del datagram c è solo l indirizzo della sorgente 4 type: identifica messaggio ICMP 1 byte code: specifica ulteriormente il tipo di messaggio 1 byte checksum (sull intero messaggio ICMP) 2 byte data: dipende dal messaggio contiene IP header (20 byte) + primi 8 byte di dati del datagramma IP che ha generato il msg

2 Categorie di Messaggi ICMP Due categorie di messaggi Messaggi di errore Messaggi di richiesta informazioni Messaggi di errore sono gestiti dai router diversamente dai messaggi di richiesta Messaggi di Errore Un messaggio di errore ICMP non viene generato mai come risposta a: Un messaggio di errore ICMP Un datagram IP destinato ad un indirizzo broadcast o multicast Un broadcast di link layer Un frammento diverso dal primo Un datagram generato dall indirizzo di loopback Serve per evitare broadcast storming 5 6 Tipi di Messaggi ICMP Codici di Messaggi ICMP 7 0 echo reply 3 destinazione irraggiungibile 4 source quench 5 redirect (cambio di percorso) 8 echo request 9 annuncio di un router 10 sollecitazione dei router 11 tempo scaduto per un datagram 12 errore nell header IP timestamp request/reply information request/reply (obsoleta) address mask request/reply 8 Ogni tipo di messaggio è ulteriormente specificato dal campo code Ad esempio il tipo di messaggio 3 (destinazione irrangiugibile) ha i seguenti codici 0 rete irraggiungibile 1 host irraggiungibile 2 protocollo irraggiungibile 3 porta irraggiungibile 4 frammentazione necessaria e DNF settato 6-7 rete o host di destinazione ignoti 8 host destinazione isolato 9-10 comunicazione con rete o host di destinazione vietata rete o host irragiungibile per tipo di servizio

3 9 Richiesta Subnet Mask Ogni host ha un indirizzo IP ed una subnet mask Sistemi diskless usano RARP per recuperare l indirizzo IP al boot RARP non prevede il subnetting Type (17-18) Code (0) Identificatore Numero di sequenza subnet mask Identifier e Sequence Number permettono di associare le risposte alle richieste Nella richiesta Subnet Mask è Richiesta Timestamp Consente di ottenere informazioni sul clock del sistema destinazione Usato per sincronizzare sistemi diversi Poco usato perché esistono altre tecniche più sofisticate Type (13-14) Code (0) Identificatore timestamp origine Numero di sequenza timestamp ricezione timestamp trasmissione risposta inserito dal sender inseriti dal receiver Calcolo dell Orario Formato Messaggi di Errore 11 Ogni timestamp è indicato in millisecondi a partire dalla mezzanotte UTC Round Trip Time = tempo trascorso dall invio del messaggio alla ricezione della risposta richiesta RTT risposta il sender per sincronizzarsi con il receiver deve modificare il suo clock di (RecTime-OrigTime) RTT/2 RecTime TransTime da una misura del tempo di elaborazione del pacchetto al receiver 12 Ogni messaggio di errore di ICMP contiene un campo dati con informazioni sul pacchetto che ha generato l errore Header datagramma IP identifica il protocollo che ha inviato i dati Primi 8 byte campo dati del datagramma contengono l header del pacchetto del protocollo di trasporto numero di porta dell applicazione interessata Type Code

4 Errore di Destinazione Irragiungibile Pacchetto inviato da un router quando non riesce a istradare un datagram Il campo code spiega per quale motivo non è stato possibile istradare Type (3) Code (0-12) Errore di Tempo Scaduto Pacchetto inviato da un router quando riceve un datagramma con TTL <= 1 Avverte la sorgente che il pacchetto si è perso La destinazione accetta il datagramma il code specifica perché il datagramma è stato soppresso 0 = TTL scaduto 1 = superato il tempo di attesa nel riassemblaggio dei frammenti Type (11) Code (0-1) Errore nell Header del Datagram IP Errore non previsto dal protocollo ICMP Puntatore indica l ottetto errato nell header del datagram IP Code 1 indica che manca un opzione necessaria Type (12) Code (0-1) Messaggio di Blocco della Sorgente Il messaggio di Source Quench è usato da un router per avvertire la sorgente di una situazione di congestione in genere spedito per ogni datagram perso alcuni router usano tecniche più sofisticate di controllo del flusso (es. avviso inviato quando la memoria è piena al 90%) La sorgente dovrebbe sospendere la trasmissione in realtà si limita a ridurre il tasso di trasmissione Puntatore Type (4) Code (0) 15 16

5 Messaggio di Cambio del Percorso Messaggio di Identificazione dei Router Il messaggio di Route Change Request è inviato da un router per avvertire la sorgente che esiste un percorso migliore per la destinazione La sorgente dovrebbe aggiornare la propria tabella di routing Consente di inizializzare la tabella di routing con informazioni minime e aggiornarla on-line la redirezione può essere richiesta per una rete, un host o un tipo di servizio Type (5) Code (0-3) Utilizzato da un host per identificare almeno un router all interno della rete fisica consente all host di non dover memorizzare una tabella di routing I router periodicamente inviano il messaggio per farsi identificare e segnalare che sono attivi (in genere ogni 10 minuti) la segnalazione scade dopo un certo tempo (in genere 30 minuti) 17 indirizzo del router sulla nuova rotta 18 Messaggio di Sollecitazione dei Router Utilizzato da un host per sollecitare i router ad inviare il messaggio di identificazione utile se l host non può aspettare i 10 minuti che passano tra due messaggi di identificazione successivi Richiesta e Risposta Echo Usato per controllare se un sistema è attivo e raggiungibile Il messaggio di risposta è associato ad una richiesta con lo stesso identificatore e lo stesso numero di sequenza Dati opzionali usati per controllo 19 Type (10) Code (0) 20 Type (8 o 0) Code (0) identificatore Numero di sequenza dati opzionali

6 21 Applicazione Ping L applicazione ping serve a verificare la raggiungibilità di un host Indirizzo corretto Istradamento corretto Destinazione attiva Invia messaggi ICMP echo request ed aspetta messaggi ICMP echo reply Identificatore = PID Numero di sequenza = incrementato ogni volta 22 Ouput di ping ping invia messaggi echo-request a intervalli fissati e fornisce in output le informazioni estratte dal messaggio echo-replay Output: Dimensione messaggio Indirizzo IP di chi ha spedito l echo-reply Numero di sequenza Time To Live Round Trip Time Statistiche complessive Esempio Ping su LAN Analisi con Tcpdump PING spargi.dia.unisa.it ( ): 56 data bytes 64 bytes from : icmp_seq=0 ttl=255 time= ms 64 bytes from : icmp_seq=1 ttl=255 time= ms 64 bytes from : icmp_seq=2 ttl=255 time= ms 64 bytes from : icmp_seq=3 ttl=255 time= ms 64 bytes from : icmp_seq=4 ttl=255 time=8.439 ms 64 bytes from : icmp_seq=5 ttl=255 time=0.805 ms 64 bytes from : icmp_seq=6 ttl=255 time=0.977 ms 64 bytes from : icmp_seq=7 ttl=255 time=0.891 ms tcpdump: listening on eth0 10:30: ustica.dia.unisa.it > spargi.dia.unisa.it: icmp: echo request 10:30: spargi.dia.unisa.it > ustica.dia.unisa.it: icmp: echo reply 10:30: ustica.dia.unisa.it > spargi.dia.unisa.it: icmp: echo request 10:30: spargi.dia.unisa.it > ustica.dia.unisa.it: icmp: echo reply --- spargi.dia.unisa.it ping statistics packets transmitted, 8 packets received, 0% packet loss round-trip min/avg/max = 0.805/8.655/ ms 23 24

7 25 Esempio Ping su WAN PING ftp.unina.it ( ): 56 data bytes 64 bytes from : icmp_seq=0 ttl=60 time=7.604 ms 64 bytes from : icmp_seq=1 ttl=60 time=8.597 ms 64 bytes from : icmp_seq=2 ttl=60 time= ms 64 bytes from : icmp_seq=3 ttl=60 time=8.669 ms 64 bytes from : icmp_seq=4 ttl=60 time= ms 64 bytes from : icmp_seq=5 ttl=60 time=9.006 ms 64 bytes from : icmp_seq=6 ttl=60 time=5.684 ms 64 bytes from : icmp_seq=7 ttl=60 time=7.532 ms 64 bytes from : icmp_seq=8 ttl=60 time= ms 64 bytes from : icmp_seq=9 ttl=60 time=7.280 ms 64 bytes from : icmp_seq=10 ttl=60 time=9.817 ms --- ftp.unina.it ping statistics packets transmitted, 11 packets received, 0% packet loss round-trip min/avg/max = 5.684/13.894/ ms 26 Opzione Record Route Applicazione ping con opzione R restituisce la lista dei router attraversati dal messaggio Utilizza opzione Record Route di IP Ogni router attraversato da un datagramma IP con opzione RR abilitata aggiunge nel campo opzione dell header l indirizzo dell interfaccia di rete su cui viene spedito il datagram differente dall interfaccia su cui si è ricevuto il datagram 27 Esempio ping con RR su LAN PING spargi.dia.unisa.it ( ): 56 data bytes 64 bytes from : icmp_seq=0 ttl=255 time=1.322 ms RR: ustica.dia.unisa.it ( ) spargi.dia.unisa.it ( ) spargi.dia.unisa.it ( ) ustica.dia.unisa.it ( ) 64 bytes from : icmp_seq=1 ttl=255 time=0.778 ms (same route) 28 Esempio ping con RR su WAN PING ftp.unina.it ( ): 56 data bytes 64 bytes from : icmp_seq=0 ttl=56 time= msec RR: ustica.dia.unisa.it ( ) 6000-bar.unisa.it ( ) bar-gw-s1.unisa.it ( ) gw.unisa.it ( ) unisa-rc.na.garr.net ( ) rc-unina.na.garr.net ( ) garr-gw-na2.unina.it ( ) garr-gw-na1.cds.unina.it ( )

8 Applicazione Traceroute traceroute è usato per scoprire una rotta tra due host Risolve i seguenti svantaggi di ping con opzione RR opzione RR non sempre implementata da router lista duplicata (andata e ritorno) RR ha spazio per soli 9 indirizzi (4 contando andata e ritorno) Vantaggi di Traceroute Traceroute non richiede che il server implementi nessuna applicazione speciale I pacchetti di traceroute non sono incapsulati dentro un datagram IP Viaggiano in datagram UDP Funzionamento di Traceroute Basato su ICMP e campo TTL (time to live) dell header IP...TRUCCO: ogni router decrementa il valore di 1 datagramma con TTL=0,1 non è inoltrato ma è generato messaggio ICMP time exceeded Il messaggio ICMP contiene l indirizzo IP del router che lo ha spedito 32 Funzionamento di Traceroute Spedisce datagramma UDP indirizzato a porta > Datagramma con ttl=1 primo router decrementa ttl e spedisce messaggio ICMP time exceeded datagramma con ttl=2 secondo router attraversato spedisce messaggio ICMP time exceeded come si riconosce il destinatario? poichè non scarta il datagram con ttl=1 L host destinatario risponde con ICMP port unreachable poco probabile un'app. con porta > ICMP contiene indirizzo IP della destinazione

9 Output di Traceroute Intestazione Nome e indirizzo IP della destinazione Max num hops (TTL) Dimensione pacchetti Una riga per ogni hop TTL del pacchetto spedito Nome e indirizzo IP che ha spedito il messaggio ICMP Round Trip Time (3 volte) Se RTT > 5 s viene stampato * Esempio traceroute su LAN traceroute to intrepido.diaedu.unisa.it ( ) hops max 30, 40 byte packets 1 nis1sa.dia.unisa.it ( ) 0 ms 0 ms 0 ms 2 intrepido.diaedu.unisa.it ( ) 0 ms 0 ms 0 ms Esempio traceroute su WAN Analisi Traceroute con Tcpdump 35 traceroute to ftp.unina.it ( ), 30 hops max, 40 byte packets 1 nis1sa.dia.unisa.it ( ) 0 ms 0 ms 0 ms 2 bar-gw.unisa.it ( ) 1 ms 1 ms 1 ms 3 unisa-gw-ser1.unisa.it ( ) 40 ms 31 ms 42 ms ( ) 38 ms 40 ms 54 ms 5 unisa-gw.unisa.it ( ) 49 ms 55 ms 57 ms 6 rc-unisa.na.garr.net ( ) 65 ms 49 ms 62 ms 7 unina-rc.na.garr.net ( ) 154 ms 153 ms 148 ms 8 garr-gw-na1.unina.it ( ) 147 ms 145 ms 149 ms 9 ftp.unina.it ( ) 161 ms 152 ms 159 ms 36 tcpdump: listening on eth0 10:30: ustica.dia.unisa.it > spargi.dia.unisa.it: icmp: echo request 10:30: spargi.dia.unisa.it > ustica.dia.unisa.it: icmp: echo reply 10:30: ustica.dia.unisa.it > spargi.dia.unisa.it: icmp: echo request 10:30: spargi.dia.unisa.it > ustica.dia.unisa.it: icmp: echo reply

10 Analisi Traceroute con Tcpdump Analisi traceroute con tcpdump (continua) 37 12:13: arp who-has dino.dia.unisa.it tell ustica.dia.unisa.it 12:13: ustica.dia.unisa.it > bartali.security.unisa.it.33440: udp 12 [ttl 1] 12:13: arp who-has ustica.dia.unisa.it tell dino.dia.unisa.it 12:13: arp reply ustica.dia.unisa.it isat 0:80:c8:fc:3d:33 12:13: dino.dia.unisa.it > ustica.dia.unisa.it: icmp: time exceeded intransit [tos 0xc0] 38 12:13: ustica.dia.unisa.it > bartali.security.unisa.it.33441: udp 12 12:13: ustica.dia.unisa.it > bartali.security.unisa.it.33441: udp 12 12:13: bartali.security.unisa.it > ustica.dia.unisa.it: icmp: bartali.security.unisa.it udp port unreachable 12:13: ustica.dia.unisa.it > bartali.security.unisa.it.33442: udp 12 12:13: bartali.security.unisa.it > ustica.dia.unisa.it: icmp: bartali.security.unisa.it udp port unreachable 12:13: ustica.dia.unisa.it > bartali.security.unisa.it.33443: udp 12 12:13: bartali.security.unisa.it > ustica.dia.unisa.it: icmp: bartali.security.unisa.it udp port unreachable Commenti su Traceroute Due datagrammi UDP successivi potrebbero seguire strade diverse Il messaggio ICMP di errore potrebbe seguire un percorso diverso dal datagramma UDP RTT non significativo Il datagramma IP che contiene il messaggio ICMP ha come indirizzo sorgente quello dell interfaccia in ingresso del router 39 Diverso da Record Route Option

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