當黑客在用Ping時，Ping在偷摸做啥事兒？

一般來說，用 ping查看網絡情況，主要是檢查兩個指標：

第一個是看看是不是超時
第二個看看是不是延遲太高

如果超時那么肯定是網絡有問題（禁 ping情況除外），如果延遲太高，網絡情況肯定也是很糟糕的。

ping是如何檢查網絡的？

ping背后的原理到底是啥樣的？

這篇文章就帶著你，來跟著 ping命令走一圈，看看 ping是如何工作的

01環境準備和抓包

01 環境準備

抓包工具：Wireshark 準備兩臺電腦，進行互 ping操作：

A電腦（IP地址：192.168.2.135 / MAC地址：98:22:EF:E8:A8:87）
B電腦（IP地址：192.168.2.179 / MAC地址：90:A4:DE:C2:DF:FE）

02 抓包操作

打開 Wireshark，選取指定的網卡進行抓包，進行 ping操作，在 A電腦上 ping B電腦的 IP。

抓包情況如下：

這里先簡單的介紹下Wireshark的控制面板，這個面板包含7個字段，分別是：

NO: 編號
Time: 包的時間戳
Source: 源地址
Destination: 目標地址
Protocol: 協議
Length: 包長度
Info: 數據包附加信息

02深入解析

上圖中抓包編號 54-132 顯示的就是整個 ping命令的過程，我們知道 ping命令不是依托于 TCP或者 UDP這種傳輸層協議的，而是依托于 ICMP協議實現的，那么什么是 ICMP 協議呢？這里簡單介紹下：

01 ICMP協議的產生背景

[RFC792]中說明了 ICMP產生的原因：

由于互聯網之間通訊會涉及很多網關和主機，為了能夠報告數據錯誤，所以產生了 ICMP協議。也就是說 ICMP 協議就是為了更高效的轉發 IP數據報和提高交付成功的機會。

02 ICMP協議的數據格式

根據上圖，你會知道 ICMP協議頭包含 4個字節，頭部主要用來說明類型和校驗 ICMP報文。

下圖是對應的類型和代碼釋義列表，后面分析抓包的時候會用到。

簡單介紹完了 ICMP，那么抓包過程中出現的 ARP協議是什么呢？同樣來簡單解釋下：

01 ARP協議

我們知道，在一個局域網中，計算機通信實際上是依賴于 MAC地址進行通信的，那么 ARP（ AddressResolutionProtocol）的作用就是根據 IP地址查找出對應的 MAC地址。

02 Ping過程解析

了解了上面的基礎概念后，我們來分析下抓包的數據，其流程如下：

A 電腦（ 192.168.2.135）發起 ping請求， ping192.168.2.179

A 電腦廣播發起 ARP請求，查詢 192.168.2.179的 MAC地址

B 電腦應答 ARP請求，向 A電腦發起單向應答，告訴 A電腦自己的 MAC地址為 90:A4:DE:C2:DF:FE

知道了 MAC地址后，開始進行真正的 ping請求，由于 B電腦可以根據A電腦發送的請求知道源 MAC地址，所以就可以根據源 MAC地址進行響應了

上面的請求過程我畫成流程圖比較直觀一點：

觀察仔細的朋友，可能已經發現，Ping 4次請求和響應結束后，還有一次 B電腦對 A電腦的 ARP請求，這是為什么？

這里我猜測應該是有 2個原因：

由于 ARP有緩存機制，為了防止 ARP過期，結束后重新更新下 ARP緩存，保證下次請求能去往正確的路徑，如果 ARP過期就會導致出現一次錯誤，從而影響測試準確性。

由于 ping命令的響應時間是根據請求包和響應包的時間戳計算出來的，所以一次 ARP過程也是會消耗時間。這里提前緩存最新的 ARP結果就是節省了下次 ping的 ARP時間。

為了驗證猜測，我再進行一次 ping操作，抓包看看是不是和猜測的一樣。此時，計算機里面已經有了ARP的緩存，執行 ARP-a 看看緩存的arp列表：

看看第二次 ping的抓包：

可以看到，上圖中在真正 ping之前并沒有進行一次 ARP請求。

這也就是說，直接拿了緩存中的 ARP來執行了，另外當 B計算機進行響應之前還是進行了一次 ARP請求，它還是要確認下之前的 ARP緩存是否為正確的。

結束ping操作之后，同樣再發一次 ARP請求，更新下自己的 ARP緩存，這里和我們的猜想基本一致。

弄懂了ping的流程之后我們來解析下之前解釋的 ICMP數據結果是否和抓包的一致。

我們來點擊一個 ping request看看 ICMP協議詳情：

圖中紅框內就行 ICMP協議的詳情了，這里的 Type=8,code=0, 校驗是正確，且這是一個請求報文。

我們再點擊Responseframe:57，這里說明響應報文在序號 57。詳情如下：

上圖的響應報文， Type=0,code=0，這里知道就是響應報文了，然后最后就是根據請求和響應的時間戳計算出來的響應延遲。3379.764ms-3376.890ms=2.874ms。

03總結一下，你就知道

你看，上面的文章其實是分析了一次完整的 ping請求過程。

ping命令是依托于 ICMP協議的， ICMP協議的存在就是為了更高效的轉發 IP數據報和提高交付成功的機會。

ping命令除了依托于 ICMP，在局域網下還要借助于 ARP協議， ARP協議能根據 IP地址反查出計算機的 MAC地址。

另外 ARP是有緩存的，為了保證 ARP的準確性，計算機會更新ARP緩存。

學了這個，以后面試再問 ping的詳細過程，應該就比較穩了吧