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一、路由追踪程序traceroute/tracert
Traceroute是Linux和Mac OS等系统默认提供的路由追踪小程序，Tracert是Windows系统默认提供的路由追踪小程序。二者的功能相同，都能探测数据包从源地址到目的地址经过的路由器的IP地址。Traceroute/Tracert的实现都借助了TTL：通过向目的地址发送一系列的探测包，设置探测包的TTL初始值分别为1,2,3…，根据返回的超时通知(ICMP Time Exceeded Message)得到源地址与目的地址之间的每一跳路由信息。 虽然两者输出结果一致，但在实现原理上还有着显著的差别。
二、Traceroute实现原理
1. 从源地址发出一个UDP探测包到目的地址，并将TTL设置为1;
2. 到达路由器时，将TTL减1;
3. 当TTL变为0时，包被丢弃，路由器向源地址发回一个ICMP超时通知(ICMP Time Exceeded Message)，内含发送IP包的源地址，IP包的所有内容及路由器的IP地址;
4. 当源地址收到该ICMP包时，显示这一跳路由信息;
5. 重复1～5，并每次设置TTL加1;
6. 直至目标地址收到探测数据包，并返回端口不可达通知(ICMP Port Unreachable);
7. 当源地址收到ICMP Port Unreachable包时停止traceroute。
注：
1. Linux和Mac OS等系统使用UDP包进行探测，目标端口号默认为33434，每次探测目标端口号加1。Traceroute故意使用了一个大于 30000 的目标端口号，以保证目标地址收到数据包后能够返回一个“端口不可达”的 ICMP 报文，于是源地址就可将端口不可达报文当作跟踪结束的标志。
2.Traceroute每跳默认发送3个探测包(发包的数量可通过-q进行设置)，探测包的返回会受到网络情况的影响。如果防火墙封掉了ICMP的返回信息，那么相应的延时位置会以*显示。如果某台网关阻塞或者某台DNS出现问题，那么相应行的延时会变长。可以加-n 参数来避免DNS解析，以IP格式输出数据。
3.每个探测包都有唯一的标识号，使得Traceroute能够识别返回的包。UDP数据包使用递增的目标端口号进行标识。
三、Tracert实现原理
1. 从源地址发出一个ICMP请求回显(ICMP Echo Request)数据包到目的地址，并将TTL设置为1;
2. 到达路由器时，将TTL减1;
3. 当TTL变为0时，包被丢弃，路由器向源地址发回一个ICMP超时通知(ICMP Time Exceeded Message)，内含发送IP包的源地址，IP包的所有内容及路由器的IP地址;
4. 当源地址收到该ICMP包时，显示这一跳路由信息;
5. 重复1～5，并每次设置TTL加1;
6. 直至目标地址收到探测数据包，并返回ICMP回应答复(ICMPEcho Reply);
7. 当源地址收到ICMP Echo Reply包时停止tracert。
注：
1.Windows系统使用ICMP请求回显(ICMP Echo Request)数据包进行探测，源地址以目的地址返回的ICMP回应答复(ICMP Echo Reply)作为跟踪结束标志。
2.Traceroute每跳默认发送3个探测包。在未能到达路由器或未返回ICMP超时通知的情况下，相应的延时位置会以*显示。
3.每个探测包都有唯一的标识号，ICMP数据包使用seq进行标识。
四、Wireshark抓包解析
本次实验通过追踪本机到达 www.baidu.com 所经过的路由信息，并使用Wireshark抓取数据包进行简要分析来验证traceroute和tracert的实现原理。
1.Linux/Mac OS——traceroute
(1 ) Mac OS
traceroute www.baidu.com 。
如图，Traceroute能够显示到达目的地址所需的跳数、经过的路由器的IP地址、延时、丢包情况等信息。第一跳为10.203.4.225，第二跳为10.2.30.1，第三跳为10.2.1.1;每条记录输出3个延时结果，说明源地址每次默认发送三个数据包;在11条记录只有1个延时结果，说明源地址只收到了1个ICMP超时通知消息。
如图，源地址10.203.4.244向目的地址119.75.218.70发送UDP数据包，每跳默认发送3个，TTL设置为1;数据包遇到路由器之后，被丢弃，返回Time tolive exceeded超时通知，解析出路由器IP地址10.203.4.225。源地址再发数据包，设置TTL=2，从而解析出第二跳路由10.2.30.1。同理，解析出第三跳路由10.2.1.1。与终端显示的信息相符。