路由追踪：traceroute/tcptraceroute

一.工作原理

traceroute:IP路由过程中对数据包TTL(Time to Live，存活时间)进行处理。当路由器收到一个IP包时，会修改IP包的TTL（及由此造成的头部检验和checksum变化）。每收到一个包，检查这个的TTL是否是0。如果是，表明这个包还没有到达目的地，而且剩余时间不多了，肯定是到不了目的地了。这样路由器就简单地丢弃这个包，并给源主机发送 ICMP通知，说这个包已经超时了。ICMP的通知信息里包含当前路由器发送时所用的IP。这样就可以通过构造数据包，来间接检查到达一个主机时经过了哪些路由。一开始发送一个TTL为1的包，这样到达第一个路由器的时候就已经超时了，第一个路由器就发通知说包超时，这样就可以记录下所经过的第一个路由器的IP。然后TTL加1，安全通过第一个路由器，而第二个路由器的的处理与第一个相同，丢包，发通知说包超时了，这样记录下第二个路由器IP，由此可以一直进行下去，直到这个数据包到达目标主机，由此打印出所有经过的路由器。

tcptraceroute：现代网络广泛使用防火墙，导致传统路由跟踪工具发出的（ICMP应答（ICMP echo）或UDP）数据包都被过滤掉了，所以无法进行完整的路由跟踪。尽管如此，许多情况下，防火墙会准许TCP数据包通过防火墙到达指定端口，这些端口是主机内防火墙背后的一些程序和外界连接用的。通过发送TCP SYN数据包来代替UDP或者ICMP应答数据包，tcptraceroute可以穿透大多数防火墙。

二.命令格式

 #traceroute [ -46dFITnreAUDV ] [ -f first_ttl ] [ -g gate,... ] [ -i device ] [ -m max_ttl ] [ -N squeries ] [ -p port ] [ -t tos ] [ -l flow_label ] [ -w MAX,HERE,NEAR ] [ -q nqueries ] [ -s src_addr ] [ -z sendwait ] [ --fwmark=num ] host [ packetlen ]

其中traceroute -T等效于tcptraceroute

三.常用参数

  -                     #强制使用ipv4地址

  -                     #强制使用ipv6地址

  -d                     #允许套接字层的调试

  -F                     #不要对数据包进行拆分

  -f first_ttl           #从指定的跳数开始，而不是从1开始
  -g gate,...            #设置指定路由路径，ipv4协议最多设置8个，ipv6协议最多设置127个
  -I                     #使用ICMP ECHO进行探测

  -T                     #使用TCP SYN包进行探测，等同于tcptraceroute，默认端口是80

  -i device              #指定网卡设备

  -m max_ttl             #设置最大跳数，即最大TTL值，默认为30

  -N squeries            #指定同时发送的探测包数量，默认是16
  -n                     #不要进行域名解析，以点分十进制形式显示地址

  -p port                #设置目的端口，UDP和ICMP端口值会增长，TCP不会改变
  -t tos  --tos=tos      #设置ipv4的服务类型或者ipv6的通信流类别                          
  -l flow_label          #给ipv6数据包添加flow_label来使其被路由器特殊处理
  -w MAX,HERE,NEAR       # 设置超时，HERE为相同路由器等待次数（默认3次），NEAR为下一跳路由等待次数（默认10次），MAX为超时时间（默认5秒）
  -q nqueries            #设置每一跳发送的数据包量，默认是3个

  -r                     #跳过普通的路由表，直接将数据包发送到远程主机

  -s source_addr         #设置探测包的来源IP地址
  -z sendwait            #设置探测包间隔，默认为0，不超过10是毫秒单位，超过10是秒单位
  -e                     #展示ICMP扩展，包括多协议标签交换
  -A                     #打印AS-PATH（BGP协议中的路径属性）
  -M name                #使用指定的模块进行探测（内建或者拓展的）

  -O OPTS,...            #使用多个指定的模块，用逗号隔开
  --sport=num            #指定源端口
  --fwmark=num           #给数据包设置防火墙标记
  -U  --udp              #使用指定的UDP端口，默认是53

  -UL                    #使用轻量级用户数据包协议来探测，默认端口是53                             
  -D  --dccp             #使用数据包拥塞控制协议来探测（默认端口是33434）
  -P prot                #使用未经封装指定协议数据包来探测
  --mtu                  #发现追踪路径上的最大传输单元（数据帧数据部分最大长度）  
  --back                 #打印返回路径的hop（路由跳），如果看起来跟去的方向的不一样

  -V                     #打印版本信息并退出
  --help                 #寻求帮助并且退出

  Arguments:             #参数

      host               #需要探测的主机

      packetlen          #设置包长度，默认是40bytes

四.实践

首先使用traceroute进行探测

#traceroute  -n www.baidu.com

traceroute to www.baidu.com (119.75.216.20),  hops max,  byte packets

   222.20.5.254  0.530 ms  0.495 ms  0.493 ms

   115.156.255.149  1.121 ms  1.253 ms  1.309 ms

   192.168.255.177  0.632 ms  0.753 ms  0.916 ms

   192.168.255.210  0.594 ms  0.762 ms  0.963 ms

   * 202.114.1.186  2.228 ms *

   202.112.53.81  3.614 ms  3.716 ms  3.869 ms

   * * *

   101.4.117.38  27.026 ms  26.956 ms  26.878 ms

   101.4.112.1  22.127 ms  22.487 ms  22.393 ms

  101.4.113.117  24.541 ms  23.641 ms  22.407 ms

  219.224.103.10  21.155 ms  21.234 ms  20.291 ms

  * * *

  * * *

  * * *

  * * *

  * * *

………………

  * * *

  * * *

可以看到数据包并没有到达指定主机，而被过滤了，再使用tcptraceroute

# traceroute -T -n www.baidu.com

traceroute to www.baidu.com (119.75.213.61),  hops max,  byte packets

   * * *

   115.156.255.149  0.561 ms  0.649 ms  0.767 ms

   192.168.255.177  0.660 ms  0.765 ms  0.839 ms

   192.168.255.210  0.640 ms  0.670 ms  0.720 ms

   * * *

   202.112.53.81  3.216 ms  2.826 ms  2.898 ms

   * * *

   101.4.117.38  27.082 ms  27.067 ms  27.049 ms

   101.4.112.1  20.844 ms  19.985 ms  19.928 ms

  101.4.113.117  21.696 ms  20.031 ms  29.858 ms

  219.224.103.10  23.393 ms  20.158 ms  20.552 ms

  * * *

  * * *

  119.75.213.61  20.215 ms  20.114 ms  20.052 ms

可以看到数据包到达了目的主机，这里我们使用traceroute -T 。这和tcptraceroute是等效的。使用tcptraceroute可以有效的穿透防火墙，从而到达目的主机