Traceroute原理介绍

Posted 2020-08-23 风也沉默

一、路由追踪　　

　　路由跟踪，就是获取从主机A到达目标主机B这个过程中所有需要经过的路由设备的转发接口IP。

二、ICMP协议

　　Internet控制报文协议（internet control message protocol），它是TCP/IP协议族的一个子协议，用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息。这些控制消息虽然并不传输用户数据，但是对于用户数据的传递起着重要的作用。

　　日常生活中，邮寄包裹会经过多个传递环节，任意一环如果无法传下去，都会返回寄件人，并附上无法邮寄的原因。同理，当路由器收到一个无法传递下去的IP报文时，会发送ICMP目的不可达报文（Type为3）给IP报文的源发送方。报文中的Code就表示发送失败的原因。

三、TCP协议的三次握手

A. TCP建立连接的三次握手机制

　　

　　

（1）第一次握手：Client将标志位SYN置为1，随机产生一个值seq=J，并将该数据包发送给Server。

（2）第二次握手：Server收到数据包后由标志位SYN=1知道Client请求建立连接，Server将标志位SYN和ACK都置为1，ack=J+1，随机产生一个值seq=K，并将该数据包发送给Client以确认连接请求。

（3）第三次握手：Client收到确认后，检查ack是否为J+1，ACK是否为1，如果正确则将标志位ACK置为1，ack=K+1，并将该数据包发送给Server，Server检查ack是否为K+1，ACK是否为1，如果正确则连接建立成功，完成三次握手，随后Client与Server之间可以开始传输数据了。

 B.TCP的相关报文解释

　　上图中我们重点来介绍一下Flags（标志位-8位）：
　　　　ACK：确认序号有效；
　　　　PSH：接收方应该尽快将这个报文交给应用层
　　　　RST：重置连接
　　　　SYN：发起一个新连接
　　　　FIN： 释放一个连接

四、traceroute原理介绍

　　过程描述：

　　　　通过向目标发送不同IP生存时间 (TTL) 值的数据包，路径上的每个路由器在转发数据包之前至少将数据包上的 TTL 减 1。数据包上的 TTL 减为 0 时，路由器应该将“超时”的消息发回源系统。
　　　　先发送 TTL 为 1 的数据包，并在随后的每次发送过程将TTL递增 1，直到目标响应或 TTL 达到最大值，从而确定路由。

　　　　

五、各协议探测原理　

　　1. 基于TCP协议：
　　　　端口存在：返回第二次握手包。
　　　　否则：
　　　　　　Unix/Linux：返回RST包，重置连接。
　　　　　　Windows： 无响应……
　　2.基于UDP协议：
　　　　端口存在：直接丢给对应进程，无返回。
　　　　端口不存在：返回端口不可达的ICMP报文。
　　　　（因此UDP探测时，一般选择没人用的大端口）。
　　3.基于ICMP协议：
　　　　返回回显应答报文。

六、实例演示

A.ICMP实例演示

　　

B.TCP实例演示