tracert报文格式解析

`tracert` 是 Windows 系统中用于跟踪数据包在网络中的传输路径的命令工具，对于网络故障排查、了解网络结构等非常有用。下面是学习 `tracert` 的一些步骤和要点： ### 1. 基本概念理解 - **Traceroute**：即“追踪路由”，它通过发送小的数据包到目标地址，并记录每个跳转节点的时间以及IP信息来确定从源点到目的地所经过的所有路由器。 - **TTL (Time To Live)** ：生存时间是一个字段，在 IP 数据报文中设置该值可以防止数据循环转发；每经过一个路由器减一，当 TTL=0 时就丢弃这个数据包并返回错误消息给原主机。这就是 tracert 利用的原则之一——逐渐增加发出 ICMP 请求的 TTL 数值直到到达最终目的为止。 ### 2. 使用方法 打开命令提示符（按 Win + R 键输入 cmd），然后键入如下语法格式来进行基本操作: ```shell tracert [选项] 目标域名或IP地址 ``` 常用的几个选项包括但不限于： - `-d`: 不将地址解析为主机名； - `-h 最大跃点数`: 指定搜索到目标的最大跳跃次数，默认为30次； - `-w 超时等待毫秒数`: 自定义超时时间长度，单位ms，默认5秒。 例如你要查看访问百度网站过程中都经过哪些网关，则可以在CMD里打入下面这条指令试试看效果如何： ```powershell tracert www.baidu.com ``` ### 3. 分析结果解读 运行后的输出会列出所有中间节点的信息，如延迟时间和各个跳步对应的服务器名称/IP地址等。一般而言越靠近顶部行表示距离本地机器更近的位置，而最后一行通常是目的地本身或者因某些原因无法继续追踪下去的地方。 此外还需要注意的是有时会出现星号(*)标记，这可能意味着该处防火墙阻止了请求响应或者是由于其他未知因素导致未能成功获取相关信息。 ### 学习资源推荐 除了实践外还可以参考微软官方文档和其他技术博客加深对 tracert 工具的理解，同时也可以尝试结合 Wireshark 抓包分析进一步提高自己的技能水平！ ---

### tracert 程序设计与实现 #### 设计原理 `tracert`（跟踪路由）程序用于显示数据包到达目标所经过的路径。该工具利用 ICMP 协议中的 TTL 字段来追踪每一跳的时间和地址。TTL 值每经过一跳就减 1，当其变为 0 时路由器会丢弃报文并返回一个超时报文给源主机[^1]。 #### 实现过程 为了实现 `tracert` 功能，程序发送一系列带有不同初始 TTL 的 UDP 或 ICMP 报文到目的 IP 地址。每次发送前增加一次 TTL 数值直到达到目的地为止，在此期间记录下每一个中间节点反馈回来的信息，包括延迟时间和 IP 地址。具体步骤如下： - 接收来自沿途各路由器发出的 ICMP Time Exceeded 消息； - 将接收到的消息解析成可读形式，并保存相关信息如 RTT 和 IP 地址； - 如果未抵达最终目标，则继续提高 TTL 并重复上述操作直至成功连接上目标站点或超出最大允许跳跃次数[^2]； ```python import socket import struct from time import sleep, time def traceroute(target_ip, max_hops=30): ttl = 1 while True: receiver = create_receiver() sender = create_sender(ttl) send_time = time() sender.sendto(b"", (target_ip, 33434)) try: data, current_addr = receiver.recvfrom(1024) receive_time = time() host = gethostbyaddr(current_addr[0])[0] print(f"{ttl:<2} {receive_time - send_time:.5f}s\t{current_addr[0]} ({host})") if current_addr[0] == target_ip or ttl >= max_hops: break except Exception as e: print(f"* * *\tRequest timed out.") finally: receiver.close() sender.close() ttl += 1 def create_receiver(): sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_RAW, socket.IPPROTO_ICMP) sock.settimeout(1.0) return sock def create_sender(ttl_value): sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM, socket.IPPROTO_UDP) sock.setsockopt(socket.SOL_IP, socket.IP_TTL, ttl_value) return sock ``` #### 结果图解释 在执行过程中，`tracert` 工具会在命令行界面上打印出从本地设备出发前往指定服务器途中遇到的所有路由器及其响应时间。通常情况下，输出格式类似于下面这样： | Hop | Round Trip Time(ms) | Address(IPv4/IPv6) | |---|---------------------|--------------------| | 1 | 7 | 192.168.1.1 | | 2 | 12 | 10.0.0.1 | | ...|... |... | 其中，“Hop”表示第几跳，“Round Trip Time(ms)”代表往返延时毫秒数，“Address(IPv4/IPv6)”则是对应跃点上的网关IP地址。这些信息对于诊断网络连通性和性能非常有用，可以帮助识别潜在瓶颈位置以及评估整体链路质量。