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traceroute程序(Linux之traceroute命令)

显示数据包到主机间的路径,traceroute命令用于追踪数据包在网络上的传输时的全部路径,它默认发送的数据包大小是40字节。

通过traceroute我们可以知道信息从你的计算机到互联网另一端的主机是走的什么路径。当然每次数据包由某一同样的出发点(source)到达某一同样的目的地(destination)走的路径可能会不一样,但基本上来说大部分时候所走的路由是相同的。

traceroute通过发送小的数据包到目的设备直到其返回,来测量其需要多长时间。一条路径上的每个设备traceroute要测3次。输出结果中包括每次测试的时间(ms)和设备的名称(如有的话)及其ip地址。

Traceroute 的实现一共有三种方法,分别是:

  • TCP traceroute(使用 tracetcp 程序可以实现)

  • UDP traceroute(Cisco 和 Linux 默认情况下使用)

  • ICMP traceroute ( MS Windows 默认情况下使用)

命令格式

traceroute(选项)(参数)

命令选项

  • -d:使用Socket层级的排错功能;

  • -f<存活数值>:设置第一个检测数据包的存活数值TTL的大小;

  • -F:设置勿离断位;

  • -g<网关>:设置来源路由网关,最多可设置8个;

  • -i<网络界面>:使用指定的网络界面送出数据包;

  • -I:使用ICMP回应取代UDP资料信息;

  • -m<存活数值>:设置检测数据包的最大存活数值TTL的大小;

  • -n:直接使用IP地址而非主机名称;

  • -p<通信端口>:设置UDP传输协议的通信端口;

  • -r:忽略普通的Routing Table,直接将数据包送到远端主机上。

  • -s<来源地址>:设置本地主机送出数据包的IP地址;

  • -t<服务类型>:设置检测数据包的TOS数值;

  • -v:详细显示指令的执行过程;

  • -w<超时秒数>:设置等待远端主机回报的时间;

  • -x:开启或关闭数据包的正确性检验。

命令参数

主机:指定目的主机IP地址或主机名。

简单用法

> traceroute rumenz.comtraceroute to rumenz.com (203.195.152.245), 64 hops max, 52 byte packets
1  192.168.0.1 (192.168.0.1)  1.242 ms  0.949 ms  2.494 ms
2  192.168.1.1 (192.168.1.1)  1.337 ms  1.101 ms  0.953 ms
3  100.64.0.1 (100.64.0.1)  4.663 ms  28.187 ms  3.346 ms
4  111.175.227.145 (111.175.227.145)  7.321 ms  12.203 ms  10.503 ms
5  111.175.210.221 (111.175.210.221)  4.810 ms  7.400 ms  3.673 ms
6  202.97.17.5 (202.97.17.5)  20.276 ms
   202.97.98.25 (202.97.98.25)  38.174 ms
   202.97.17.1 (202.97.17.1)  28.942 ms
7  * 113.96.5.158 (113.96.5.158)  26.277 ms *
8  * * *
9  14.18.199.106 (14.18.199.106)  22.518 ms  20.543 ms  22.583 ms10  * * 14.18.199.74 (14.18.199.74)  22.378 ms11  * * *
12  * * *
13  * * *
14  203.195.152.245 (203.195.152.245)  25.766 ms  21.599 ms *

记录按序列号从1开始,每个记录就是一跳 ,每跳表示一个网关,我们看到每行有三个时间,单位是ms,其实就是-q的默认参数。探测数据包向每个网关发送三个数据包后,网关响应后返回的时间;如果用traceroute -q 4 rumenz.com,表示向每个网关发送4个数据包。

有时我们traceroute一台主机时,会看到有一些行是以星号表示的。出现这样的情况,可能是防火墙封掉了ICMP的返回信息,所以我们得不到什么相关的数据包返回数据。

有时我们在某一网关处延时比较长,有可能是某台网关比较阻塞,也可能是物理设备本身的原因。当然如果某台DNS出现问题时,不能解析主机名、域名时,也会 有延时长的现象;您可以加-n参数来避免DNS解析,以IP格式输出数据。

如果在局域网中的不同网段之间,我们可以通过traceroute 来排查问题所在,是主机的问题还是网关的问题。如果我们通过远程来访问某台服务器遇到问题时,我们用到traceroute 追踪数据包所经过的网关,提交IDC服务商,也有助于解决问题;但目前看来在国内解决这样的问题是比较困难的,就是我们发现问题所在,IDC服务商也不可能帮助我们解决。

设置跳数

> traceroute -m 10 rumenz.comtraceroute to rumenz.com (203.195.152.245), 10 hops max, 52 byte packets
1  192.168.0.1 (192.168.0.1)  1.829 ms  0.746 ms  1.684 ms
2  192.168.1.1 (192.168.1.1)  2.326 ms  3.365 ms  1.203 ms
3  100.64.0.1 (100.64.0.1)  4.659 ms  5.613 ms  4.055 ms
4  111.175.227.145 (111.175.227.145)  12.399 ms  7.991 ms  8.013 ms
5  111.175.210.221 (111.175.210.221)  6.997 ms  10.958 ms  4.180 ms
6  202.97.98.29 (202.97.98.29)  21.216 ms
   202.97.98.25 (202.97.98.25)  21.428 ms *
7  * * *
8  * * *
9  * 14.18.199.106 (14.18.199.106)  22.443 ms  20.399 ms10  * * *

显示IP地址,不查主机名

> traceroute -n rumenz.comtraceroute to rumenz.com (203.195.152.245), 64 hops max, 52 byte packets
1  192.168.0.1  2.484 ms  1.271 ms  0.813 ms
2  192.168.1.1  1.320 ms  1.103 ms  1.075 ms
3  100.64.0.1  2.914 ms  4.107 ms  4.372 ms
4  111.175.227.145  7.279 ms  7.915 ms  9.007 ms
5  111.175.210.221  3.729 ms  4.100 ms  4.160 ms
6  202.97.29.49  25.172 ms
   202.97.34.66  23.798 ms
   202.97.29.53  18.034 ms
7  * * *
8  * * *
9  * * *10  * * *11  * * *12  * * *13  * * *14  * 203.195.152.245  21.635 ms  22.201 ms

把探测包的个数设置为值4

> traceroute -q 4 rumenz.comtraceroute to rumenz.com (203.195.152.245), 64 hops max, 52 byte packets
1  192.168.0.1 (192.168.0.1)  2.265 ms  2.010 ms  0.669 ms  1.103 ms
2  192.168.1.1 (192.168.1.1)  1.159 ms  1.207 ms  1.082 ms  1.181 ms
3  100.64.0.1 (100.64.0.1)  6.105 ms  4.068 ms  2.737 ms  3.858 ms
4  111.175.227.145 (111.175.227.145)  12.785 ms  11.772 ms  11.710 ms  7.463 ms
5  111.175.210.221 (111.175.210.221)  11.646 ms  5.033 ms  4.373 ms  5.631 ms
6  * 202.97.29.57 (202.97.29.57)  21.332 ms *
   202.97.17.5 (202.97.17.5)  26.080 ms
7  * * * *
8  * * * *
9  14.18.199.106 (14.18.199.106)  26.460 ms  20.790 ms  25.815 ms *
10  * * 14.18.199.74 (14.18.199.74)  22.642 ms *
11  * * * *
12  * * * *
13  * * * *
14  203.195.152.245 (203.195.152.245)  22.046 ms  22.201 ms  20.328 ms  24.846 ms

绕过正常的路由表,直接发送到网络相连的主机

> traceroute -r rumenz.comtraceroute to rumenz.com (203.195.152.245), 64 hops max, 52 byte packetstraceroute: sendto: Network is unreachable
1 traceroute: wrote rumenz.com 52 chars, ret=-1
*traceroute: sendto: Network is unreachabletraceroute: wrote rumenz.com 52 chars, ret=-1
*traceroute: sendto: Network is unreachabletraceroute: wrote rumenz.com 52 chars, ret=-1

探测包的等待响应时间设置为3秒

> traceroute -w 3 rumenz.comtraceroute to rumenz.com (203.195.152.245), 64 hops max, 52 byte packets
1  192.168.0.1 (192.168.0.1)  2.835 ms  0.894 ms  0.967 ms
2  192.168.1.1 (192.168.1.1)  1.289 ms  1.174 ms  1.091 ms
3  100.64.0.1 (100.64.0.1)  3.327 ms  2.985 ms  4.280 ms
4  111.175.227.145 (111.175.227.145)  13.337 ms  12.301 ms  9.081 ms
5  111.175.210.221 (111.175.210.221)  3.484 ms  5.052 ms  4.033 ms
6  202.97.98.25 (202.97.98.25)  19.580 ms
   202.97.17.1 (202.97.17.1)  21.139 ms
   202.97.34.66 (202.97.34.66)  21.232 ms
7  * * 113.96.5.82 (113.96.5.82)  26.111 ms
8  * * *
9  * 14.18.199.106 (14.18.199.106)  22.279 ms *
10  * * *
11  * * *
12  * * *
13  * * *
14  * 203.195.152.245 (203.195.152.245)  22.335 ms  21.387 ms

Traceroute的工作原理

UDP 和 ICMP Traceroute

Traceroute 的基本原理是向外发送带有逐次递增 TTL 的数据包从而获取的路径中每一跳的信息。

image.png

Host A 向 Host B 做 traceroute,Host A 第一次会发出一个 TTL=1 的数据包,当该数据包到达 R1 时,TTL 会变为 0 (网络上每经过一跳 TTL 会减去 1),R1 会将 TTL=0 的数据包丢弃并返回一个 ICMP Time Exceeded 给 Host A。Host A 发出第二个数据包并将 TTL 增加1 (TTL=2),该数据包到达 R2 后 TTL=0,R2 向 Host A 返回 ICMP Time Exceeded。依此类推,直到 TTL 增加到一个合适的值让数据包顺利到达 Host B,Host B 会返回一个 Final Replay 给 Host A。

UDP 和 ICMP traceroute 的区别就在于向外发送的数据包(上图中红色标明的 packet)和最后的 final reply。

  • UDP 向外发送的是一个 UDP 数据包,final reply 是 ICMP Destination Unreachable

  • ICMP 向外发送的是一个 ICMP Echo Request,final reply 是 ICMP Echo Reply

TCP Traceroute

TCP traceroute 同样利用了 TTL 来探测网络路径但是它向外发送的是 TCP SYN 数据包,这样做最大的好处就是穿透防火墙的几率更大因为 TCP SYN 看起来是试图建立一个正常的 TCP 连接。

关于 Cisco 的 traceroute 更详细的资料可以参考 Cisco Using the traceroute Command on Operating Systems (Document ID:22826).


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