Вопрос на собеседовании: как работает утилита traceroute

Traceroute — это служебная компьютерная программа, предназначенная для определения маршрутов следования данных в сетях TCP/IP. Traceroute может использовать разные протоколы передачи данных в зависимости от операционной системы устройства. Такими протоколами могут быть UDPTCPICMP или GRE. Компьютеры с установленной операционной системой Windows используют ICMP-протокол, при этом операционные системы Linux и маршрутизаторы Cisco — протокол UDP.

Для определения промежуточных маршрутизаторов traceroute отправляет целевому узлу серию ICMP-пакетов (по умолчанию 3 пакета), с каждым шагом увеличивая значение поля TTL («время жизни») на 1. Это поле обычно указывает максимальное количество маршрутизаторов, которое может быть пройдено пакетом. Первая серия пакетов отправляется с TTL, равным 1, и поэтому первый же маршрутизатор возвращает обратно ICMP-сообщение «time exceeded in transit», указывающее на невозможность доставки данных. Traceroute фиксирует адрес маршрутизатора, а также время между отправкой пакета и получением ответа (эти сведения выводятся на монитор компьютера). Затем traceroute повторяет отправку серии пакетов, но уже с TTL, равным 2, что заставляет первый маршрутизатор уменьшить TTL пакетов на единицу и направить их ко второму маршрутизатору. Второй маршрутизатор, получив пакеты с TTL=1, так же возвращает «time exceeded in transit».

Процесс повторяется до тех пор, пока пакет не достигнет целевого узла. При получении ответа от этого узла процесс трассировки считается завершённым.

На оконечном хосте IP-датаграмма с TTL = 1 не отбрасывается и не вызывает ICMP-сообщения типа срок истёк, а должна быть отдана приложению. Достижение пункта назначения определяется следующим образом: отсылаемые traceroute датаграммы содержат UDP-пакет с заведомо неиспользуемым номером порта на адресуемом хосте. Номер порта будет равен 33434 + (максимальное количество транзитных участков до узла) — 1. В пункте назначения UDP-модуль, получая подобные датаграммы, возвращает ICMP-сообщения об ошибке «порт недоступен». Таким образом, чтобы узнать о завершении работы, программе traceroute достаточно обнаружить, что поступило ICMP-сообщение об ошибке этого типа (Википедия).

Пример работы traceroute (Debian 10)

$ traceroute ya.ru
traceroute to ya.ru (87.250.250.242), 30 hops max, 60 byte packets
1 10.12.128.1 (10.12.128.1) 3.109 ms 3.313 ms 3.601 ms
2 msk1-sw01-vlan512.synergy.local (10.0.1.2) 2.851 ms 3.023 ms 3.150 ms
3 msk1-fw12-vlan530.synergy.local (172.20.255.10) 3.488 ms * 3.373 ms
4 msk1-rtr11-vlan540.synergy.local (172.20.255.1) 69.562 ms 69.589 ms 69.386 ms
5 185.129.102.120 (185.129.102.120) 32.930 ms 35.000 ms 32.666 ms
6 10.0.9.53 (10.0.9.53) 56.629 ms 56.601 ms 10.0.9.37 (10.0.9.37) 56.585 ms
7 10.0.91.10 (10.0.91.10) 31.170 ms 31.080 ms 31.077 ms
8 * * *
9 * * ya.ru (87.250.250.242) 60.875 ms

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *