Traceroute原理学习

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

Traceroute可以让我们看到IP数据报从一台主机传到另一台主机所经过的路由。

曾经介绍过IP记录路由的选项RR，为什么不使用这个选项而另外开发一个新的应用程序Traceroute呢？

原因有三：

其一，并不是所有的路由器都支持记录路由这个选项；

其二，记录路由一般是单向的选项，发送端设置了该选项，接收端不得不从收到的IP首部中提取出所有的信息，然后全部返回给发送端。大多数的ping服务器把接收到的RR清单返回（存于ICMP中），这样使得记录的IP地址翻了一番。

其三，IP首部的空间有限，不能存放当前大多数的路径。只能存放9个IP地址。

Traceroute使用ICMP报文和IP首部中的TTL字段。TTL字段是由发送端初始设置的一个8bit的字段，推荐值为64,。每个处理数据包的路由都需要把TTL的值减1或者减去在路由器中停留的秒数，由于大多数路由器的转发数据包的时延都小于1秒，因此TTL最终成为一个跳站的计数器，所经过的每个路由器都将其值减1。

当路由器收到一个IP数据包时，如果其TTL字段是0或者1，则路由器不转发该数据报，而是将该数据包丢弃，并给信源机发送一份ICMP超时信息，Traceroute程序的关键在于包含这份ICMP信息的IP报文的信源地址是该路由器的IP地址。

Traceroute程序的操作过程：它发送一份TTL字段为1的IP数据报给目的主机。处理这份数据报的第一个路由器将T TL值减1，丢弃该数据报，并发回一份超时ICMP报文。这样就得到了该路径中的第一个路由器的地址。然后Traceroute程序发送一份TTL值为2的数据报，这样我们就可以得到第二个路由器的地址。继续这个过程直至该数据报到达目的主机。但是目的主机哪怕接收到TTL值为1的I P数据报，也不会丢弃该数据报并产生一份超时ICMP报文，这是因为数据报已经到达其最终目的地。那么我们该如何判断是否已经到达目的主机了呢？

Traceroute程序发送一份U DP数据报给目的主机，但它选择一个不可能的值作为UDP端口号（大于30 000），使目的主机的任何一个应用程序都不可能使用该端口。因为，当该数据报到达时，将使目的主机的U DP模块产生一份“端口不可达”错误的I CMP报文。这样，Traceroute程序所要做的就是区分接收到的ICMP报文是超时还是端口不可达，以判断什么时候结束。