linux命令--traceroute

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Traceroute程序是一个能更深入探索TCP/IP协议的方便可用的工具。

Traceroute程序可以让我们看到IP数据报从一台主机传到另一台主机所经过的路由器的IP地址。
Traceroute程序使用ICMP报文和IP首部中的TTL字段（生存周期） 


原理：
程序是利用增加存活时间（TTL）值来实现其功能的。每当数据包经过一个路由器，其存活时间就会减1。当其存活时间是0时，主机便取消数据包，并发送一个ICMP TTL数据包给原数据包的发出者。


程序发出的首3个数据包TTL值是1，之后3个是2，如此类推，它便得到一连串数据包路径。注意IP不保证每个数据包走的路径都一样。


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。linux系统中，我们称之为traceroute,在MS Windows中为tracert。 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。


在大多数情况下，我们会在linux主机系统下，直接执行命令行：
traceroute hostname
而在Windows系统下是执行tracert的命令：
tracert hostname




1.命令格式：

traceroute[参数][主机]

2.命令功能：
traceroute指令让你追踪网络数据包的路由途径，预设数据包大小是40Bytes，用户可另行设置。
具体参数格式：traceroute [-dFlnrvx][-f<存活数值>][-g<网关>...][-i<网络界面>][-m<存活数值>][-p<通信端口>][-s<来源地址>][-t<服务类型>][-w<超时秒数>][主机名称或IP地址][数据包大小]
3.命令参数：
-d 使用Socket层级的排错功能。
-f 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 设置来源路由网关，最多可设置8个。
-i 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 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 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 设置本地主机送出数据包的IP地址。
-t 设置检测数据包的TOS数值。
-v 详细显示指令的执行过程。
-w 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。






Traceroute的工作原理：
Traceroute程序使用ICMP报文和IP首部中的TTL字段，TTL由发送端初始化，当路由器接收到一份IP数据包，如果TTL字段是0或者1，路由器将该数据包丢弃，并给源主机发一个ICMP“超时”信息。按照这个基本的相应过程，可以猜想traceroute程序的完整过程，首先它发送一份TTL字段为1的IP数据报给目的主机，处理这个数据报的第一个路由器将TTL值减1，然后丢弃该数据报，并给源主机发送一个ICMP报文，这个报文包含了路由器的IP地址，这样就得到了第一个路由器的地址，然后，traceroute发送一个TTL为2的数据报来得到第二个路由器的IP地址，继续这个过程，直至这个数据报到达目的主机。按照这个原理我们也可以很好的解释了上面traceroute www.163.com的结果了，即所有显示的13跳是从我到百度183.134.9.59这个服务器所经过的所有路由器的信息，而且由于网络是动态变化的，路径也可能会发生变化，所以如果追踪同样的目的IP，发现不同的路径当属于正常情况。


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。如果从某跳开始所有的时间都成了星号，即超时，则网络故障很有可能就出现在了这一跳。 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。


那么程序如何判断是否已经到达目的主机了呢？
在Linux下，traceroute程序发送一个UDP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30000），使目的主机的任何一个应用程序都不可能使用该端口，因此，当该数据报达到目的主机的时候，目的主机会产生一个“端口不可达”错误的ICMP报文，这样，traceroute程序要做的就是区分接收到的ICMP报文是超时还是端口不可达，从而来区分是路由器还是目的主机。