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ping命令全解析（语法、过程、结果分析、网络故障诊断）

ping命令是查网络故障的常用命令，以下做一个总结。

使用ping可以测试计算机名和计算机的ip地址，验证与远程计算机的网络连接是否通畅。该命令只有在安装了tcp/ip 协议后才可以使用（主流操作系统默认已安装）。注：防火墙等网络数据包过滤工具可能会导致ping命令测试失败，导致ping结果出现Request timed out异常提示。

1. ping 命令使用
2. ping 命令详解
3. ping 命令原理
4. ping 幕后过程
5. ping 结果分析
6. ping 命令应用




1. ping命令使用

Windows下通过开始>运行(或Win+R)，输入cmd回车，在命令行窗口中使用。

Linux下在命令行终端下使用。

2. ping命令详解

Windows下可在命令行提示符中输入ping /?来查看ping命令详解，如下：

用法: ping [-t] [-a] [-n count] [-l size] [-f] [-i TTL] [-v TOS]
           [-r count] [-s count] [[-j host-list] | [-k host-list]]
           [-w timeout] [-R] [-S srcaddr] [-4] [-6] target_name

选项:
    -t             Ping 指定的主机，直到停止。
                   若要查看统计信息并继续操作 - 请键入 Control-Break；
                   若要停止 - 请键入 Control-C。
    -a             将地址解析成主机名。
    -n count    要发送的回显请求数。
    -l size        发送缓冲区大小。
    -f              在数据包中设置“不分段”标志(仅适用于 IPv4)。
    -i TTL        生存时间。
    -v TOS     服务类型(仅适用于 IPv4。该设置已不赞成使用，且
                      对 IP 标头中的服务字段类型没有任何影响)。
    -r count       记录计数跃点的路由(仅适用于 IPv4)。
    -s count       计数跃点的时间戳(仅适用于 IPv4)。
    -j host-list   与主机列表一起的松散源路由(仅适用于 IPv4)。
    -k host-list   与主机列表一起的严格源路由(仅适用于 IPv4)。
    -w timeout  等待每次回复的超时时间(毫秒)。
    -R             同样使用路由标头测试反向路由(仅适用于 IPv6)。
    -S srcaddr  要使用的源地址。
    -4             强制使用 IPv4。
    -6             强制使用 IPv6。

Linux主机下可通过man ping命令来查看ping命令详解。

3. ping命令原理

源主机（输ping命令的主机）向目标主机发送一个ICMP协议中的echo包；如目标主机存活，就向源主机返回一个ICMP协议的echo-reply包。

4. ping幕后过程

我们以下面一个网络为例：有A、B、C、D四台机子（其中A、B的IP分别为192.168.0.4-192.168.0.5，子网掩码均为255.255.255.0；C、D的IP分别为192.168.1.3-192.168.1.4，子网掩码均为255.255.255.0），一台路由RA连接以上两个子网。

1) 在同一网段内
 
在主机A上运行“Ping 192.168.0.5”后，都发生了些什么呢？ 首先，Ping命令会构建一个固定格式的ICMP请求数据包，然后由ICMP协议将这个数据包连同地址“192.168.0.5”一起交给IP层协议（和 ICMP一样，实际上是一组后台运行的进程），IP层协议将以地址“192.168.0.5”作为目的地址，本机IP地址作为源地址，加上一些其他的控制信息，构建一个IP数据包，并想办法得到192.168.0.5的MAC地址（物理地址，这是数据链路层协议构建数据链路层的传输单元——帧所必需的），以便交给数据链路层构建一个数据帧。关键就在这里，IP层协议通过对比机器B的IP地址、自己的IP地址和自己的子网掩码，发现它跟自己属同一网络，就直接在本网络内查找这台机器的MAC。如果以前两机有过通信，在A机的ARP缓存表应该有B机IP与其MAC的映射关系；如果没有，就发一个ARP请求广播，得到B机的MAC， 一并交给数据链路层。后者构建一个数据帧，目的地址是IP层传过来的物理地址，源地址则是本机的物理地址，还要附加上一些控制信息，依据以太网的介质访问规则，将它们传送出去。
 
主机B收到这个数据帧后，先检查它的目的地址，并和本机的物理地址对比，如符合，则接收；否则丢弃。接收后检查该数据帧，将IP数据包从帧中提取出来，交给本机的IP层协议。同样，IP层检查后，将有用的信息提取后交给ICMP协议，后者处理后，马上构建一个ICMP应答包，发送给主机A，其过程和主机A发送ICMP请求包到主机B一模一样。

2) 不在同一网段内
 
在主机A上运行“Ping 192.168.1.4”后，开始跟上面一样，到了怎样得到MAC地址时，IP协议通过计算发现D机与自己不在同一网段内，就直接将交由路由处理，也就是将路由的MAC取过来，至于怎样得到路由的MAC，跟上面一样，先在ARP缓存表找，找不到就广播吧。路由得到这个数据帧后，再跟主机D进行联系，如果找不到，就向主机A返回一个超时的信息。

5. ping结果分析

1) ping成功的结果分析

例如输入“Ping 61.135.163.94”，显示如下信息：

Pinging 61.135.163.94 with 32 bytes of data:

Reply from 61.135.163.94: bytes=32 time=126ms TTL=46
Reply from 61.135.163.94: bytes=32 time=123ms TTL=46
Reply from 61.135.163.94: bytes=32 time=122ms TTL=46
Reply from 61.135.163.94: bytes=32 time=124ms TTL=46

Ping statistics for 61.135.163.94:
    Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
    Minimum = 122ms, Maximum = 126ms, Average = 123ms

上述结果的意思为：Ping命令用32字节（这是Windows默认发送的数据包大小，如要改变，则应该在后面加上 “-l 数据包大小”，如“Ping 61.135.163.94 -l 500”表示要测试的数据包大小为500字节）的数据包来测试能否连接到IP地址为“61.135.163.94”的主机；下面的四行“Reply from”表示本地主机已收到从被测试的机器上返回的信息——返回32个字节分别用了122、123、124、126毫秒，TTL为46。关于TTL说明请看Ping出现TTL expired in transit的原因这篇。

友情提示：TTL（Time to  Live）的意思是存在时间值，通过该值可以算出数据包经过了多少个路由器，方法是：用255减去返回的TTL值.，例如本例中返回250，则应该用255来减去250，得到5。

再下面的“Ping statistics”则表示发送了（sent）4个数据包（这是系统的缺省值。如要指定发送数据包的次数，则在后面加上“-n 次数”，如“Ping 61.135.163.94 –n 20”表示传送20次；如果希望一直Ping下去，则要在后面加上参数“-t”，此时要中断则需要按Ctrl+C），收到了（Receieved）4个，共丢失了（Lost）0个（即没有丢失），发送时间最小为122毫秒，最大126毫秒，平均时间为123毫秒。

2) ping失败的结果分析

①Request timed out

这是大家经常碰到的提示信息，很多文章中说这是对方机器置了过滤ICMP数据包，从上面工作过程来看，这是不完全正确的，至少有下几种情况。

a. 对方已关机，或者网络上根本没有这个地址 都会得到超时的信息。

b. 对方与自己不在同一网段内，通过路由也无法找到对方，但对方确实是存在的。

c. 对方确实存在，但设置了ICMP数据包过滤（比如防火墙设置）。

怎样知道对方是存在，还是不存在呢，可以用带参数 -a 的Ping命令探测对方，如果能得到对方的NETBIOS名称，则说明对方是存在的，是有防火墙设置，如果得不到，多半是对方不存在或关机，或不在同一网段内。

d. 错误设置IP地址

正常情况下，一台主机应该有一个网卡一个IP地址，或多个网卡多个IP地址（这些地址一定要处于不同的IP子网）。但如果一台电脑的“拨号网络适配器”（相当于一块软网卡）的TCP/IP设置中，设置了一个与网卡IP地址处于同一子网的IP地址，这样，在IP层协议看来，这台主机就有两个不同的接口处于同一网段内。当从这台主机Ping其他的机器时，会存在这样的问题：(1) 主机不知道将数据包发到哪个网络接口，因为有两个网络接口都连接在同一网段。(2) 主机不知道用哪个地址作为数据包的源地址。因此，从这台主机去Ping其他机器，IP层协议会无法处理，超时后，Ping 就会给出一个“超时无应答”的错误信息提示。但从其他主机Ping这台主机时，请求包从特定的网卡来，ICMP只须简单地将目的、源地址互换，并更改一些标志即可，ICMP应答包能顺利发出，其他主机也就能成功Ping通这台机器了。
② Destination host Unreachable
a. 对方与自己不在同一网段内，而自己又未设置默认的路由，比如上例中A机中不设定默认的路由，运行Ping 192.168.0.1.4就会出现“Destination host Unreachable”。

b. 网线出了故障

这里要说明一下“destination host unreachable”和 “time out”的区别。如果所经过的路由器的路由表中具有到达目标的路由，而目标因为原因不可到达，这时候会出现“time out”；如果路由表中连到达目标的路由都没有，那就会出现“destination host unreachable”。

③ Bad IP address

这个信息表示您可能没有连接到DNS服务器，所以无法解析这个IP地址，也可能是IP地址不存在。

④ Source quench received

这个信息比较特殊，它出现的机率很少。它表示对方或中途的服务器繁忙无法回应。

⑤ Unknown host——不知名主机

这种出错信息的意思是，该远程主机的名字不能被域名服务器（DNS）转换成IP地址。故障原因可能是域名服务器有故障，或者其名字不正确，或者网络管理员的系统与远程主机之间的通信线路有故障。

⑥ No answer——无响应

这种故障说明本地系统有一条通向中心主机的路由，但却接收不到它发给该中心主机的任何信息。故障原因可能是下列之一：中心主机没有工作；本地或中心主机网络配置不正确；本地或中心的路由器没有工作；通信线路有故障；中心主机存在路由选择问题。

⑦ Ping 127.0.0.1：127.0.0.1是本地回环地址

如果本地地址无法Ping通，则表明本地机TCP/IP协议不能正常工作。

⑧ no route to host：网卡工作不正常。

⑨ transmit failed，error code：10043网卡驱动不正常。

⑩ unknown host name：DNS配置不正确。

6. ping命令应用（网络故障诊断）

0) 使用ipconfig /all观察本地网络设置是否正确；

1) ping 127.0.0.1   检查本机TCP/IP协议栈是否正常，失败则重装TCP/IP协议

2) ping 本机IP地址    检查网卡是否工作正常，失败则检查网线是否插上、网卡驱动是否正常

3) ping 网关IP地址   检查网关、网线及网络设置是否正常

4) ping 远端主机    检查本机与外部网络的连接是否正常

5) ping DNS服务器地址 检查本机是否能正常连接到DNS，在QQ能连上但打不开网页的时候可用来检查DNS是否存活；更合适的检查DNS是否可用的方法是利用nslookup命令来测试

以上网络故障诊断步骤依次进行以确定故障范围，之后可利用排除法细查是哪里出的问题。

参考资料：

1) Ping命令幕后过程及其返回信息分析

2) ping命令用法及返回结果详解

整理得仓促，如有不对之处，欢迎拍砖。




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