计算机网络 网络层 ICMP协议 ping和traceroute介绍

Posted 2022-12-09 baiiu

前言

本文介绍ping命令和traceroute命令；

ping命令

ping命令

• 功能
  ping 命令用于检测主机是否运作正常。

• 原理
  执行 ping 指令会使用 ICMP 传输协议，发出要求回应的信息，若远端主机的网络功能没有问题，就会回应该信息，因而得知该主机运作正常。

• 可用参数(也可以通过man ping查看)：
  -d 使用Socket的SO_DEBUG功能。
  -c <完成次数> 设置完成要求回应的次数。
  -f 极限检测。
  -i<间隔秒数> 指定收发信息的间隔时间。
  -I<网络界面> 使用指定的网络接口送出数据包。
  -l<前置载入> 设置在送出要求信息之前，先行发出的数据包。
  -n 只输出数值。
  -p<范本样式> 设置填满数据包的范本样式。
  -q 不显示指令执行过程，开头和结尾的相关信息除外。
  -r 忽略普通的Routing Table，直接将数据包送到远端主机上。
  -R 记录路由过程。
  -s<数据包大小> 设置数据包的大小。
  -t<存活数值> 设置存活数值TTL的大小。
  -v 详细显示指令的执行过程。
  -w 在 deadline 秒后退出。
  -W 在等待 timeout 秒后开始执行

• 示例
  

• 首行含义
  第一行的意思：www.a.shifen.com是www.baidu.com DNS别名，IP地址是110.242.68.4，以56 bytes大小进行测试。

• time值
  time显示了信息包到达远程主机后返回的时间。计算定位为毫秒。
  通常网卡下，来回时间在200毫秒以下最好。
  信息包抵达目的地的时间叫做latency（等待时间），如果你看到来回时间变化很大（叫做"jitter（抖动）），这说明同主机之间的联接状况很差。

• ttl值
  TTL是生存时间的意思，就是说这个ping的数据包能在网络上存在多少时间。
  当我们对网络上的主机进行ping操作的时候，我们本地机器会发出一个数据包，数据包经过一定数量的路由器传送到目的主机，但是由于很多的原因，一些数据包不能正常传送到目的主机，那如果不给这些数据包一个生存时间的话，这些数据包会一直在网络上传送，导致网络开销的增大。
  当数据包传送到一个路由器之后，TTL就自动减1，如果减到0了还是没有传送到目的主机，那么就自动丢失。
  默认情况下，Linux系统的TTL值为64或255，Windows NT/2000/XP系统的TTL值为128，Windows 98系统的TTL值为32，UNIX主机的TTL值为255。
  从图中能看到从本地到服务器经过了64 - 49 = 15个路由器(可以根据traceroute大概猜猜)。

traceroute命令

traceroute 命令

• 功能
  traceroute命令用于显示数据包到主机间的路径，该指令让你追踪网络数据包的路由途径。
  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。

• 原理
  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。
  traceroute 提取发 ICMP TTL 到期消息设备的 IP 地址并作域名解析。每次 traceroute 都打印出一系列数据，包括所经过的路由设备的域名及 IP 地址，三个包每次来回所花时间。

• 可用参数：
  -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。

• 示例
  

• 首行含义：
  第一行的意思：从当前主机，到目标主机，最多经过64跳（64 hops max），每次检测发送的包大小为52字节（52 byte packets）

• 之后行
  之后的每一行包含三部分：序号 + 主机 + 耗时。
  记录按序列号从 1 开始，每个纪录就是一跳 ，每跳表示一个网关，我们看到每行有三个时间，单位是 ms，这是默认发送3个ICMP包；可以使用-q参数控制，用traceroute -q 4 www.baidu.com，表示向每个网关发送4个数据包。