In Computernetzwerken dient das ICMP (Internet Control Message Protocol) zum Austausch von Informationen. Die Grundlage für das Netzwerk ist das Internet Protokoll der Version IPv4. Die neue Version von dem Protokoll ist IPv6, das mit dem ICMPv6 kompatibel ist. Die neue Version von dem ICMP Protokoll wurde notwendig aufgrund der Präfixlänge von dem IPv6. Das ICMP ist im OSI-Modell in der Transportschicht zu finden. Das IP Protokoll ist der darunter liegenden Vermittlungsschicht zugewiesen. Aufgrund dieser Zuordnung prüft ICMP jedes Datenpaket auf Fehler. Eine Antwort wird nur auf eine eindeutige IP Adresse gegeben. Ist ein Host (Computer, Router, Switch usw.) nicht aktiv kann keine eindeutige IP Adresse ermittelt werden. ICMP wird keine Meldung von dem Host senden können. Mike Muus schrieb 1983 das Ping Programm für 4.2a BSD UNIX um die Ladezeiten mit zeitgesteuerten ICMP Echos messen zu können.
Die Funktionsweise von dem PING Programm
Wenn ein Host auf seine Erreichbarkeit überprüft wird, sendet der Administrator ein ICMP Paket mit dem Typ 0x08 an den entsprechenden Host. Der Empfänger antwortet mit einem Datenpaket ICMP Typ 0x00 (Pong). Es kann nur ein Host überprüft werden der das gleiche Kommunikationsprotokoll benutzt. Das Protokoll (Sprache) ist unabhängig von der physikalischen Struktur von dem Netzwerk. Es ist für das ICMP nicht relevant ob Ethernet mit Token Ring über verschiedene Gebäude oder anderen Örtlichkeiten verbunden ist. Das Betriebssystem (Windows, Novell, Unix) ist für das ICMP nur insofern wichtig das der TCP/IP Protokollstack installiert und geladen ist. Ist der Zielrechner nicht erreichbar, wird die Meldung „Network unreachable“ erscheinen. Diese Nachricht gibt an, dass der Zielrechner in einem anderen Netzwerk ist und die Nachricht von einem Router gesendet worden ist. Es besteht die Möglichkeit, dass einige Hosts so konfiguriert sind, dass sie kein Echo auf eine ICMP Anfrage senden. Der Grund kann ein Gateway sein der zu einigen Computern eine gesicherte VPN Leitung realisiert und separat behandelt. Der Administrator gibt zum Prüfen den Konsolenbefehl „PING IP-Adresse“ ein und erhält von dem Host mit der Zieladresse eine Antwort. Damit ist gewährleistet, dass der Computer am Netzwerk angeschlossen ist.
Die Syntax zur Eingabe kann vom Admin als FQDN (Fully Qualified Domain Name) angegeben werden die eine Angabe der IP Adresse unnötig macht. Die Angabe wird als absoluter Name bezeichnet und richtet sich nach der Hierarchie der Domain im Internet. Ein Beispiel ist“.Personalwesen.Beispiel.com“. Ein DNS Server löst den absoluten Namen auf und weist ihn in Verbindung von einem DHCP Server der korrekten IP-Adresse zu. Voraussetzung für diese Angabe ist das, bei dem DNS Server die Option „Send ICMP Paket“ aktiviert ist. Ein Abgleich in den Host-Dateien durch einen Broadcast ist nur bei IPv4 möglich. Bei IPv6 sind die meisten Router in der Lage ein Fill-Paket zum Abgleich ihrer Host-Tabellen zu senden. Diese Link Local Adressen werden in abgeschlossenen Netzwerken zur Adressierung eingesetzt. Mittels SLAAC können die Router die notwendige Konfiguration ermitteln. Das Filtern von ICMPv6 Paketen wird durch das NDP (Neighbor Discovery Protocol) verhindert. Es wird Multicast eingesetzt, um eine automatische Adressvergabe mit Hilfe von ICMPv6 Paketen durchzuführen.
Die Dauer von einem PING
Die Zeit von einem Sender zu einem Empfänger wird in einem Computernetzwerk in Bitzeiten gemessen. Sie entspricht der Zeit, in der ein Bit von einem Host zum anderen gesendet werden kann. Ein Bitintervall gibt den zeitlichen Abstand zwischen zwei Bits an. Für die Bitübertragungszeit sind das Bitintervall und die Technologie zur Übertragung der Datenpakete ausschlaggebend. Ethernet ist die am häufigsten benutzte Technologie zur Übertragung der Daten. Wenn ein PING gesendet wird, muss gewährleistet sein das es zu keiner Kollision auf der Datenleitung kommt. Zu diesem Zweck wurde die CSMA/CD Technologie entwickelt. Bei dieser Technologie wird zuerst überprüft, ob die Leitung frei ist. Wenn das Medium frei ist, wird der PING gesendet und gleichzeitig weiter die Leitung überwacht. Entsteht eine Kollision, wird an alle Router ein Störsignal (Jam) gesendet. Das Jam stellt sicher das die Störung bei allen Routern und Transceivern bekannt sind. In dem Fall, dass die Leitung belegt ist, wird versucht die Übertragung zu wiederholen, bis die maximale Anzahl der Wiederholungen erreicht ist. Wird die Anzahl der Übertragungsversuche überschritten, wird ebenfalls eine Fehlermeldung gesendet. Erst jetzt wird wieder die Leitung abgehört, ob diese frei ist. Bei einem kabellosen LAN wird die gleiche Technik mit dem Namen CSMA/CA benutzt.
Die RTT (Round Trip Time) wird in TCP/IP Netzwerken eingesetzt, wenn Pakete nach dem Ausbleiben von einem Acknowledgement (Bestätigung) neu gesendet werden sollen. In großen Netzwerken ist die Transportkapazität dem Protokollverhalten anzupassen. RTT misst dafür die Zeitdifferenz zwischen dem Versenden und dem Eintreffen von den Paketen. Dieser Vorgang wird wiederholt und der gemittelte Wert bildet die Grundlage. Werden Pakete aufgrund einer Kollision mehrmals gesendet, wird dieser Wert nicht in die RTT mit eingebunden. Die Round Trip Time ist in einem großen TCP/IP Netzwerk eine gute Kombination zu dem PING. Das ICMP Protokoll, das die Informationen von dem PING weiterleitet, wird anders geroutet als die RTT. Intelligente (selbstlernende) Router bilden eine gute Kontrolle in Verbindung mit dem ICMPv6 und dem PING. Die Paketverlustquoten in Verbindung mit den Sequenznummern und den Paketgrößen sind für den Admin eine wichtige Information für die Konfiguration der Router. Paketgrößen können anhand dieser Informationen fragmentiert werden oder ein Leitweg der Datenübertragung betroffener Hosts verbessert werden. Dieser Vorteil von dem ICMP ist bei dem RTT nicht gegeben. RTT kann nur die Paketumlaufzeit bestimmen.
Zusammenfassung
ICMP (Internet Control Message Protocol) dient in Computernetzwerken zur Informationsübertragung und Fehlerprüfung von Datenpaketen. Es funktioniert sowohl mit dem älteren IPv4 als auch mit dem neueren IPv6 Netzwerkprotokoll. ICMP ist wichtig für die Erreichbarkeitsprüfung von Netzwerkgeräten wie Computern, Routern und Switches.
Das PING Programm nutzt ICMP, um die Verfügbarkeit eines Hosts zu testen. Administratoren senden ein ICMP-Paket an den Zielhost, der dann eine Antwort (Pong) zurückgibt. Die Funktion ist unabhängig von der Netzwerkstruktur und dem Betriebssystem, sofern ein TCP/IP Protokollstack vorhanden ist.
Die Eingabe kann als FQDN (Fully Qualified Domain Name) erfolgen, wodurch eine separate IP-Adressenangabe unnötig wird. Moderne Router können außerdem mittels SLAAC und NDP (Neighbor Discovery Protocol) automatische Adressvergaben realisieren.
Die RTT (Round Trip Time) dient zur Messung der Zeitdifferenz zwischen dem Versand und dem Eintreffen eines Datenpakets. Sie kann in großen TCP/IP-Netzwerken neben ICMP für eine bessere Datenübertragung sorgen. Paketverlust und Paketgrößen können ebenfalls überwacht werden, was für die Netzwerkkonfiguration entscheidend ist.
CSMA/CD und CSMA/CA Technologien sorgen dafür, dass es zu keinen Kollisionen in der Datenleitung kommt, indem sie die Leitungsverfügbarkeit überprüfen, bevor ein PING gesendet wird.
Häufige Fragen und Antworten
Was ist ICMP?
ICMP (Internet Control Message Protocol) dient in Computernetzwerken zur Informationsübertragung und Fehlerprüfung von Datenpaketen. Es funktioniert sowohl mit dem älteren IPv4 als auch mit dem neueren IPv6 Netzwerkprotokoll. ICMP ist wichtig für die Erreichbarkeitsprüfung von Netzwerkgeräten wie Computern, Routern und Switches.
Was ist das PING Programm?
Das PING Programm nutzt ICMP, um die Verfügbarkeit eines Hosts zu testen. Administratoren senden ein ICMP-Paket an den Zielhost, der dann eine Antwort (Pong) zurückgibt. Die Funktion ist unabhängig von der Netzwerkstruktur und dem Betriebssystem, sofern ein TCP/IP Protokollstack vorhanden ist.
Wie kann ich das PING Programm verwenden?
Um das PING Programm zu verwenden, geben Sie den Konsolenbefehl „PING IP-Adresse“ ein, wobei Sie die IP-Adresse des Zielhosts angeben. Sie erhalten dann eine Antwort von dem Host mit der Zieladresse, was bedeutet, dass der Computer am Netzwerk angeschlossen ist.