路由追踪工具 traceroute 使用技巧

我想知道一个数据包从出发地到目的地所遵循的路由，即所有转发实体（中间的路由器）的 IP 地址。虽然不能保证所有数据包都走相同的路线，但通常都是一样的。路由信息非常有助于调试网络相关的问题。

此时使用 traceroute 工具能够输出数据包到特定目的地的完整路径。

路由追踪工作原理

traceroute 工具使用 IP 包头中的 TTL 字段来实现。而 TTL 字段表示数据包在网络中经过多少跳（中转）到达目的地。所以这就有效地描述了数据包在网络上的生命周期。这个字段通常设置为32或64。数据包每经过一个中间路由器，TTL 会减1。当某个路由器在接收到数据包后发现 TTL 值为1，这个数据包不会被转发而是被丢弃。

在丢包后，路由器丢包的同时也会对数据包来源发送一个 ICMP TTL Exceeded 的信息。这个被发回的 ICMP 包携带了此路由器的 IP 地址。

所以通过每次发送 TTL 值从1开始递增的数据包来实现路由追踪。每当一个路由器收到了数据包，例行检查 TTL 字段，如果 TTL 值为1就丢包并向源 IP 地址发送 ICMP 错误信息。traceroute 就这样逐步获取到起始地和目的地之间所有路由器的 IP。

路由追踪实例

1. 如何运行 traceroute

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]

参数说明：

-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。

server-name 是目标名称或者 IP 地址。举个例子，使用 traceroute 来找出我的机器到 blog.crazytaxii.com 的网络路径：

$ traceroute SZH-C-005ME
traceroute to SZH-C-005ME (10.161.229.120), 30 hops max, 60 byte packets1  _gateway (10.0.2.2)  0.307 ms  0.304 ms  0.432 ms2  _gateway (10.0.2.2)  3.579 ms  3.402 ms  3.256 ms

每行提供了与中间路由器交互的详细信息，不仅有路由器的 IP 地址，还有此路由器的三个往返时间，因为 traceroute 命令每次发了三包数据。

有时候输出 *，表示无法获取所需的字段。可能是从反向 DNS 查询失败、没有命中目标路由器甚至在回程中丢包。虽然可能有多种失败原因，但是 traceroute 统统输出 *。

2. 禁用 IP 地址和主机名映射

traceroute 提供选项 -n 来禁用 IP 地址与主机名映射。

$ traceroute -n SZH-C-005ME
traceroute to SZH-C-005ME (10.161.229.120), 30 hops max, 60 byte packets1  10.0.2.2  0.427 ms  1.134 ms  0.849 ms2  10.0.2.2  3.505 ms  3.358 ms  3.214 ms

然后我们在输出中就看不到主机名了。

3. 配置回复等待时间

还可以配置 traceroute 工具在发包后的等待时间，-w 选项带上值。下面例子中，等待时间设置为1秒。

$ traceroute -w 1 SZH-C-005ME
traceroute to SZH-C-005ME (10.161.229.120), 30 hops max, 60 byte packets1  _gateway (10.0.2.2)  0.374 ms  0.175 ms  0.312 ms2  _gateway (10.0.2.2)  3.355 ms  3.203 ms  3.050 ms

4. 配置每一跳的查询次数

traceroute 工具默认每跳发送3包数据来得到3次来回时间。选项 -q 需要带上整数。

$ traceroute -q 5 SZH-C-005ME
traceroute to SZH-C-005ME (10.161.229.120), 30 hops max, 60 byte packets1  _gateway (10.0.2.2)  0.421 ms  0.290 ms  0.299 ms  0.293 ms  0.287 ms2  _gateway (10.0.2.2)  3.432 ms  3.279 ms  3.130 ms  2.880 ms  2.731 ms

5. 配置 TTL 值

traceroute 可以根据用户的需求灵活改变初始 TTL 值。默认为1意味着从第一个路由器就开始，使用 -f 选项来设置一个自定义的值。

$ traceroute -f 2 szh-c-005me
traceroute to szh-c-005me (10.161.229.120), 30 hops max, 60 byte packets2  _gateway (10.0.2.2)  3.404 ms  3.108 ms  2.956 ms

看到相比于之前的输出少了第一跳 10.0.2.2，也就是从第二跳开始抓取。