如何利用tracert命令来跟踪数据包在网络中的传输路径？

tracert命令通过发送带有递增TTL(生存时间)值的ICMP回显请求消息,来跟踪数据包在网络中的传输路径。其主要作用是:

1. 显示网络路径:tracert命令可以显示数据包从源地址到目的地址经过的网络设备,用于查看网络路径。
2. 检测网络时延:tracert命令可以测量各跳节点的RTT,用于检测网络链路的时延。
3. 定位网络故障:通过跟踪不同目的地址的数据包路径,可以定位网络故障发生的网络区域,用于故障排除。

tracert命令工作原理:

1. 构造首个回显请求:构造一个TTL为1的ICMP回显请求消息,用于跟踪第一个跳节点。
2. 发送回显请求:发送TTL为1的ICMP回显请求消息到指定目的地址。
3. 中转超时:第一个跳节点收到请求消息,但TTL值为0,丢弃该消息并发送ICMP Type 11(Time Exceeded)消息。
4. 收到中转超时:源地址收到中转超时消息,记录第一个跳节点的地址和RTT。
5. 增加TTL重传:构造TTL为2的ICMP回显请求消息,重复步骤2。不断增加TTL值,直到收到回显应答或达最大TTL。
6. 显示路径:根据记录的每跳节点地址和RTT,显示数据包路径和时延信息。
7. 超时终止:如果在指定时间内未接收到任何消息, tracert命令将终止并显示该跳后路径未知。

tracert相关参数:

• -d:不解析主机名,显示数字形式IP地址。
• -h:指定最大跟踪跳数,默认为30跳。
• -j:指定发送数据包的缓存大小,默认为150字节。
• -w:指定每跳节点等待回显或超时消息的超时时间,单位ms,默认为5000ms。

代码示例:

python
import os 

# 执行tracert命令
response = os.system("tracert -d -h 20 -w 3000 www.baidu.com")

# 获取跟踪结果
status = os.popen("tracert -d -h 20 -w 3000 www.baidu.com").read()

# 解析获得各跳主机列表和RTT
hosts = []
rtts = []
for line in status.split('\n'):
    if "ms" in line:
        host = line.split()[2]
        rtt = float(line.split('ms')[0])
        hosts.append(host)
        rtts.append(rtt)

tracert命令可以显示网络数据包在传输过程中的完整路径和各节点时延信息。它利用ICMP回显请求消息的TTL字段,通过“中转超时”消息实现路径跟踪,是网络故障诊断和网络拓扑探索的有力工具。tracert命令在网络管理和维护中得到广泛应用。