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使用IP選項(xiàng)實(shí)現(xiàn)Traceroute程序

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【使用IP選項(xiàng)實(shí)現(xiàn)Traceroute程序】1.現(xiàn)今的Traceroute
現(xiàn)在的traceroute的實(shí)現(xiàn)是這樣的：主機(jī)先發(fā)出一個(gè)TTL（TimeToLive ， 生存時(shí)間）為1的數(shù)據(jù)包 。接著數(shù)據(jù)包經(jīng)過(guò)第一跳之后到達(dá)一個(gè)路由器 ， 此時(shí)路由器將發(fā)回一個(gè)ICMP錯(cuò)誤消息[1] ， 以說(shuō)明這個(gè)數(shù)據(jù)包不能繼續(xù)向前傳送 ， 因?yàn)槠銽TL已經(jīng)過(guò)期了 。然后traceroute程序又發(fā)出一個(gè)TTL為2的數(shù)據(jù)包 ， 這個(gè)數(shù)據(jù)包經(jīng)過(guò)兩次跳躍后其TTL過(guò)期 。這個(gè)過(guò)程不斷重復(fù) ， 直到數(shù)據(jù)包到達(dá)目的主機(jī) 。此過(guò)程的目的就是要記錄下所有發(fā)出ICMP超時(shí)消息的消息源 ， 據(jù)此就可以確定出數(shù)據(jù)包到達(dá)目的主機(jī)的路徑了 。
這個(gè)算法的優(yōu)點(diǎn)是所有的路由器都能夠發(fā)出TTL超時(shí)消息 ， 因而不需要非凡的代碼以支持此算法 。而其缺點(diǎn)在于：發(fā)出的數(shù)據(jù)包的數(shù)目（2n個(gè) ， 其中n是數(shù)據(jù)包跳躍次數(shù)）（譯注：可能包含了路由器發(fā)送的超時(shí)消息） ， 花費(fèi)在用連續(xù)的數(shù)據(jù)包記錄較近路由的時(shí)間 ， 以及路徑在這個(gè)檢測(cè)過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生改變這個(gè)事實(shí) 。同時(shí) ， 這個(gè)算法并不能跟蹤檢測(cè)數(shù)據(jù)包返回時(shí)的路徑 ， 而這個(gè)路徑很可能與外出路徑不同 。
2.將來(lái)的Traceroute
這個(gè)被提議的traceroute實(shí)現(xiàn)將使用一種不同的算法來(lái)達(dá)到相同的目的 ， 即得到到達(dá)目的主機(jī)的路徑 。由于新的traceroute實(shí)現(xiàn)采用了一種專(zhuān)用的ICMP消息 ， 所以用戶(hù)還可以得到一些以前（使用老的traceroute）得不到的額外信息 。
2.1基本算法
這里 ， 我們將定義一種新的IP選項(xiàng)——Traceroute選項(xiàng) 。若此選項(xiàng)存在在一個(gè)ICMP應(yīng)答（或任何其他）數(shù)據(jù)包中 ， 在下文中稱(chēng)之為“外出數(shù)據(jù)包”（OutboundPacket） ， 則會(huì)使路由器給這個(gè)外出數(shù)據(jù)包的源端發(fā)出一個(gè)新定義的ICMPTraceroute消息 。這樣 ， 通過(guò)n 1個(gè)數(shù)據(jù)包（而不是2n個(gè)） ， 這個(gè)外出數(shù)據(jù)包所經(jīng)過(guò)的路徑就可以被其發(fā)送端記錄下來(lái) 。路徑的改變并不影響這個(gè)算法的有效性 ， 同時(shí) ， 該算法還答應(yīng)對(duì)外出數(shù)據(jù)的應(yīng)答 ， 下文稱(chēng)之為“返回?cái)?shù)據(jù)包”（ReturnPacket） ， 進(jìn)行跟蹤 ， 只要外出數(shù)據(jù)包的目的主機(jī)在發(fā)送應(yīng)答數(shù)據(jù)時(shí)保留原來(lái)的IPTraceroute選項(xiàng)就可以了 。
這個(gè)方法的不足之處在于必須把traceroute功能加到路由器中去 。而好處是這種機(jī)制能夠很輕易的加入到新版本的IP協(xié)議中去 。
2.2IPTraceroute選項(xiàng)格式
（譯注：為方便對(duì)比 ， 我將英文和中文的格式都列了出來(lái) ， 下同）
F（復(fù)制到分片標(biāo)志 ， copytofragments）：
0（不復(fù)制到分片）
C（類(lèi)別 ， class）：
2（調(diào)試&測(cè)量）
數(shù)字（Number）：
18（F C Number=82）
ID標(biāo)識(shí)號(hào)（IDNumber）：
這是由外出數(shù)據(jù)包發(fā)送者指定的任意一個(gè)數(shù)值 ， 其目的在于可以讓程序識(shí)別與自身發(fā)出數(shù)據(jù)包對(duì)應(yīng)的ICMPTraceroute消息 。這個(gè)數(shù)值與IP頭部的標(biāo)識(shí)號(hào)沒(méi)有關(guān)系 。
源IP地址（OriginatorIPAddress）：
發(fā)送外出數(shù)據(jù)包的主機(jī)地址 。這是必須的 ， 因?yàn)槁酚善饕鶕?jù)這個(gè)地址發(fā)送返回?cái)?shù)據(jù)包 。含有源站選路（SourceRoute）選項(xiàng)的外出數(shù)據(jù)包同樣需要這個(gè)字段 。
外出跳躍計(jì)數(shù)（OutboundHopCount ， 簡(jiǎn)稱(chēng)OHC）：
外出數(shù)據(jù)包已經(jīng)通過(guò)的路由器數(shù)目 。外出數(shù)據(jù)包的目的主機(jī)不增加這個(gè)字段的值 。
返回跳躍計(jì)數(shù)（ReturnHopCount ， 簡(jiǎn)稱(chēng)RHC）：
返回?cái)?shù)據(jù)包已經(jīng)通過(guò)的路由器數(shù)目 。返回?cái)?shù)據(jù)包的目的主機(jī)不增加這個(gè)字段的值 。
2.3ICMPTraceroute消息格式
類(lèi)型（Type）：
30
代碼（Code）：
0-外出數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)成功
1-前面已沒(méi)有路由器 ， 數(shù)據(jù)包被拋棄
校驗(yàn)和（Checksum）：
對(duì)首部中每個(gè)16位字進(jìn)行二進(jìn)制反碼求和的結(jié)果 。在計(jì)算校驗(yàn)和之前 ， 應(yīng)當(dāng)先把此字段填零 ， 然后填入計(jì)算結(jié)果 。

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