Understanding ICMP Redirection
1 预备知识
n 了解ICMP的基本内容
n 理解VRRP或HSRP工作原理
n 掌握基本的组网知识
n 了解访问控制列表（ACL）的基本概念
n 了解IP子接口的配置
2 ICMP重定向原理
2.1 ICMP重定向报文格式
ICMP是IP层的一个组成部分，它传递差错报文以及其他需要注意的信息。
ICMP报文通常被IP层或更高层协议使用。一些ICMP报文把差错报文返回给用户进程。任何ICMP差错报文的内容都要包括原来的IP报文首部，用以返回主机时能够令主机的应用进行判断分析。其他的字段依具体情况而定。对于重定向ICMP报文，其报文格式如下：
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Byte 0 |
Byte 1 |
Byte 2 |
Byte 3 |
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类型 |
代码 |
校验和 | |
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重定向网关 IP | |||
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原包的IP首部 | |||
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源IP数据报前8个字节 | |||
重定向报文的类型为5，代码有效值为0到3。其中0代表网络重定向，1代表主机重定向，2代表服务类型和网络重定向，3代表服务类型和主机重定向。原则上，重定向报文是由路由器产生而供主机使用的。路由器默认发送的重定向报文也只是1或者3，只是对主机的重定向，而不是对网络的重定向。而主机本身不是路由器，所以这种ICMP重定向会导致网络流量的增大。
2.2 何时重定向
对于路由器来说，只有当如下条件同时满足的时候，才进行重定向：
a) 数据包的入接口和路由后的指定的出接口是同一个接口。
b) 数据包的源IP地址和该包应走的下一跳IP地址属于同一个网段。
c) 数据报非源路由的（这种情况应该比较少见了，源路由多见于Token Ring）。
d) 系统开启重定向功能。
具体例子如下：
图1 ICMP重定向组网图
两个路由器都开启了IP重定向功能。HostA 的默认网关为1.1.1.1。当HostA要和不在同一网段中的HostB通信的时候，会把数据报递交给默认网关RT1。然而RT1经过查找发现到达3.3.3.3的路径下一跳恰恰是经由自己的E0/1口的RT2接口1.1.1.2。满足上述条件，将会发生重定向。
2.3 重定向报文的处理
主机和路由器对于重定向报文有不同的处理原则。
路由器一般忽略ICMP重定向报文。而主机对于重定向报文的感知取决于操作系统。以Windows为例，对于网关返回的ICMP重定向报文，Windows会在主机的路由表中添加一项主机路由。那么以后对于这个目的地址数据报，主机会将其直接送往重定向所指示的路由器。支持重定向报文处理的还有许多的Unix系统，如FreeBSD的诸多版本等。这类主机收到ICMP重定向报文后所采取的行动基本都是增加主机路由。显然，修改默认网关是不合理的。
同时，有的操作系统对于重定向报文是不做任何处理而直接丢弃（虽然也同样经由网络层向上递交），比如Sun的某些系统。
某些主机可以启动路由器功能，如FreeBSD的某些版本和Win32系统。这时主机的行为要特殊一些，会施加一些特殊条件来判断是否处理该重定向报文，这是依系统而异的。比如BSD，它检查重定向报文的条件之一是“重定向报文不能让主机本身作为网关”。
2.4 ICMP重定向的利与弊
ICMP重定向使得客户端的管理工作大大减少，使得对于主机的路由功能要求大大降低。该功能把所有的负担推向路由器学习。但是与此同时ICMP重定向也有很多弊端。
就重定向本身的机制来说，ICMP重定向增加了网络报文流量，因为主机的报文总是要在网关的直连网段上重复传输。那么更进一步如果主机的操作系统支持重定向（比如Windows）会如何？如图1，而主机收到重定向报文，会在自己的路由表中产生指向B的主机路由，经由1.1.1.2。事实上，主机这样可能会引起两点显著问题。
其一是引起性能问题，例如：有一台大型的服务器，要处理数十个子网下的数千台主机的业务。如果要支持重定向，那么服务器将会维护一个庞大的充满主机路由的路由表。这是一笔很大的开销。可能很大程度上降低服务性能，甚至导致网络服务瘫痪。
其二是可能埋下安全隐患。利用这点可以进行***和网络窃听。如果目某主机A支持ICMP重定向，那么主机B发一个IMCP重定向给它，以后它发出的所有到指定地址的报文都会转发主机B，这样B就可以达到窃听目的了。当然，拿windows操作系统来说，它会对ICMP报文进行检查，如果这个重定向不是网关发送的，会被直接丢弃。不过伪造一个网关的数据包很容易。另外，如果刻意伪造许多虚假的ICMP重定向报文，主机路由表就可能被改的乱七八糟。
3 ICMP重定向的避免与消除
针对上述ICMP重定向引发的问题，我们可以采用一些手段来避免或补救。我们讨论的前提条件是不改变网络拓扑。
3.1 关掉ip redirects
在路由器上取消ip redirect。这样路由器不向主机发送ICMP重定向报文。或者当起动HSRP或VRRP的时候，ICMP重定向会被关掉。这是相当于一台路由器作备份。有效的避免出现ICMP重定向。该方案是看似根本上解决了问题，但是只是ICMP重定向报文不会发回主机，解决了安全和主机负荷的问题，网络上的流量却没有减少。
3.2 不同掩码长度子网划分
使用子接口来改变ICMP重定向条件。还是如图1，我们如下配置IP。
HostA： IP Addr = 1.1.1.12/24 Default Gateway = 1.1.1.2/24
RT1 E0/1 IP Addr = 1.1.1.254/25
RT2 E0/1 IP Addr = 1.1.1.2/24 E0/1.1(Sub interface) = 1.1.1.250/25
这种方法的基本思想是：破坏ICMP重定向的条件，哄骗路由器认为用户数据报的入接口和出接口不同。从HostA来看，RT1和RT2都在和自己直连的网段。如此配置从RT2来看，用户数据的入接口和出接口不在同一网段上，数据从1.1.1.2进入，从1.1.1.250路由出去，用户数据纯粹的被路由出去，这样就破坏了ICMP重定向的条件。而且RT2会认为自己的子接口E0/1.1和RT1的E0/1接口是在同一子网的。这种方式要求配置的技巧性比较强，但也并没有减少网络数据流量，只是在安全性和主机负荷上有所改进。
3.3 使用访问控制列表（ACL）
在高级的ACL中可以根据报文类型进行过滤，在我司设备上如下配置：
[Quidway]acl number 100 match-order auto
[Quidway-acl-adv-100]rule deny icmp fragment icmp-type net-redirect
[Quidway-Ethernet6/0]firewall packet-filter 100 outbound
在出接口上绑定ACL，过滤掉报文。这样做实事上减少了网络流量，保证了主机的安全性，减轻主机负荷。但是会消耗路由器的处理资源。
3.4 代理ARP
代理ARP的方法比较直接，干脆在RT1上启动代理ARP，让自己的。主机广播ARP请求后，网关RT1返回RT2的接口MAC地址。这种方法相当于修改了主机的默认网关。其后所有的流量都被导向RT2。这样可能会影响原来的业务需求。所以这种方法是不可取的。
3.5 我们走到哪里了
ICMP重定向的原理在很多文档里都有讲解，但是对于重定向而引发的问题（如本文列举网络流量问题、主机安全问题以及主机负荷问题）谈论比较少。在现实组网中，许多问题都虽然看似细微，事实上却足以导致致命的错误。比如在某项目中，由于某服务器对于ICMP重定向不提供支持，而导致路由设备把所有的报文都送上CPU，进行转发，最终致使该网络设备宕机。
希望我们今后对于这类问题能够继续深入研究下去。
参考资料
1 华为3COM测试中心论坛讨论
2 《TCP/IP详解 卷一：协议》Chapter 6, Chapter 9
3 “Cisco When Are ICMP Redirects sent”（Paper）
4 《S5000系列交换机操作手册》Chapter 5