[TCP/IP Illustrated] Traceroute

運作原理簡介

基本上 traceroute 是使用 ICMP 協定，並透過 IP header 中的 TTL 的值每經過一個 router 會遞減的特性，來取得封包傳遞的路徑。

詳細的運作原理說明如下：(以下 client 為執行 traceroute 的主機，server 則為目的地)

1. client 發送 TTL 為 1 的封包，destination 指定為 server。
   
   
2. 當第一個 router 收到後會將 TTL 減一，此時 TTL 為 0，因此 router 回送 ICMP time exceeded 訊息，如此一來，client 就可以知道封包傳遞路徑中的第一個 router 是哪一個。
   
   
3. 接著發送 TTL 為 2 的封包，同樣的可以接收到來自第二個 router 所回傳的 ICMP time exceeded 訊息。
   
   
4. 一直到封包真正到達 server 時，此時 server 會回應 ICMP port unreachable 訊息，為什麼呢? 原因是因為 client 所發送的封包為 UDP datagram，並指定一個很大的數字(> 30000)，通常不會有 server 會在這麼大的 port number 上提供服務，因此會回傳 ICMP port unreachable 的訊息。
   
   
5. client 收到來自 server 的 ICMP port unreachable 訊息，就完整拼湊出封包傳遞路徑了!
   

tracertroute 實測

在 Windows 中的程式名稱為 tracert，在 Linux 則為 tracepath (也有 tracertroute，不過要另外裝套件)，以下是在 Windows 使用的範例圖：

若用 tcpdump 偵測封包往來情況，結果如下：

從上面的實測可以得知，在封包傳遞路徑上的節點，都是由 ICMP time exceeded 與 udp port unreachable 來決定的，以下為 ICMP time exceeded 封包的格式：

從圖中可以看出，ICMP time exceed 封包的 type 值為 11，而 time exceeded error 又會在兩種情況下發生，分別是在傳送(trasmit，code = 0)以及封包重組(reassembly，code = 1)時。


IP Source Routing Option

這個功能剛好跟 ping 的 record route option 相反，是將 router 的 IP 清單填到封包中，讓封包可以按照清單上的路徑傳遞，有分為 strict/loose source routing，封包格式如下：

不過這功能似乎不常用，可能高階的網管有可能用到吧......以後學到高階的時候再來研究這個好了。


參考資料

• Traceroute - 維基百科，自由的百科全書
  
  
• 網路工具(2) Tracer的功能介紹 [論壇存檔] - PCZONE 討論區
  
  
• Frank的五四三: Where is my traceroute
  
  
• 令人驚豔的Traceroute GUI網管軟體