在IOS平臺(tái)實(shí)現(xiàn)Ping 和 traceroute

ping 命令

Ping是為了測(cè)試另一臺(tái)主機(jī)是否可達(dá)，現(xiàn)在已經(jīng)成為一種常用的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)檢查工具。

常見(jiàn)的ping命令：

/**** 往目的追擊發(fā)送固定包數(shù) ****/
ping -c 3 www.baidu.com   // ping百度發(fā)送3個(gè)包

/**** 設(shè)置兩次發(fā)包之間的等待時(shí)間 ****/
ping -i 5 www.baidu.com   // 兩包之間的時(shí)間間隔為5s
ping -i 0.1 www.baidu.com // 兩包之間的時(shí)間間隔為0.1s

/**** 檢查本地網(wǎng)絡(luò)接口是否已經(jīng)啟動(dòng)并正在運(yùn)行  ****/
ping 127.0.0.1  (linux: ping 0) 
ping localhost 

/**** 超級(jí)用戶可以利用 -f 幾秒鐘發(fā)送數(shù)十萬(wàn)個(gè)包給主服務(wù)造成壓力 *****/
sudo ping -f www.baidu.com 

/**** 讓電腦發(fā)出蜂鳴聲: 響應(yīng)包到達(dá)目時(shí)，會(huì)發(fā)出聲音  ****/
ping -a www.baidu.com 

/**** 只打印ping的匯總結(jié)果  ****/
ping -c 5 -q www.baidu.com

/**** 修改ping包(icmp包)的大小 ****/
ping -s 100 -c 5 www.baidu.com

示例：

macdeiMac:PhoneNetSDK ethan$ ping www.baidu.com

PING www.a.shifen.com (61.135.169.121): 56 data bytes
64 bytes from 61.135.169.121: icmp_seq=0 ttl=49 time=32.559 ms
64 bytes from 61.135.169.121: icmp_seq=1 ttl=49 time=32.413 ms
64 bytes from 61.135.169.121: icmp_seq=2 ttl=49 time=32.489 ms
^C
--- www.a.shifen.com ping statistics ---
3 packets transmitted, 3 packets received, 0.0% packet loss
round-trip min/avg/max/stddev = 32.413/32.487/32.559/0.060 ms
macdeiMac:PhoneNetSDK ethan$

分析以上結(jié)果：

  • 發(fā)送端信息

    • www.a.shifen.com (61.135.169.121): 對(duì)域名做了自動(dòng)DNS解析
    • 56 data bytes: 向該主機(jī)發(fā)送大小是56字節(jié)的數(shù)據(jù)包。

  • 主機(jī)響應(yīng)的信息

    • icmp_seq: 響應(yīng)包的序列號(hào)。
    • ttl: ip數(shù)據(jù)報(bào)的ttl值。
    • time:請(qǐng)求往返耗時(shí)。
    • 64 bytes:響應(yīng)數(shù)據(jù)包的大小是64個(gè)字節(jié)。

  • 統(tǒng)計(jì)總結(jié)信息

    • 0.0% packet loss： 總共發(fā)了3個(gè)包丟包率是0%
    • min/avg/max = 32.413/32.487/32.559：最小/平均/最大往返時(shí)間32.413/32.487/32.559

TTL(Time to live): IP數(shù)據(jù)報(bào)的生存時(shí)間，單位是hop(跳)。比如64，每過(guò)一個(gè)路由器就把該值減1，如果減到0 就表示路由已經(jīng)太長(zhǎng)了仍然找不到目的主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)，就丟棄該包。

問(wèn)題：在發(fā)包時(shí)，為什么發(fā)送的是56字節(jié)的包，主機(jī)響應(yīng)的卻是64字節(jié)的包？ 在這里的56和64是同一個(gè)概念嗎？

icmp

互聯(lián)網(wǎng)控制消息協(xié)議（英語(yǔ)：Internet Control Message Protocol，縮寫(xiě)：ICMP）是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議族的核心協(xié)議之一。它是TCP/IP協(xié)議族的一個(gè)子協(xié)議，它用于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送控制消息，提供可能發(fā)生在通信環(huán)境中的各種問(wèn)題反饋，通過(guò)這些信息，使管理者可以對(duì)所發(fā)生的問(wèn)題作出診斷，然后采取適當(dāng)?shù)拇胧┙鉀Q。

控制消息有：目的不可達(dá)下次，超時(shí)信息，重定向消息，時(shí)間戳請(qǐng)求和時(shí)間戳響應(yīng)消息，回顯請(qǐng)求和回顯應(yīng)答消息。

ICMP [1]依靠IP來(lái)完成它的任務(wù)，它是IP的主要部分。它與傳輸協(xié)議（如TCP和UDP）顯著不同：它一般不用于在兩點(diǎn)間傳輸數(shù)據(jù)。它通常不由網(wǎng)絡(luò)程序直接使用，除了ping和traceroute這兩個(gè)特別的例子。 IPv4中的ICMP被稱作ICMPv4，IPv6中的ICMP則被稱作ICMPv6。

icmp技術(shù)細(xì)節(jié)

CMP是在RFC 792中定義的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議族之一。通常用于返回的錯(cuò)誤信息或是分析路由。ICMP錯(cuò)誤消息總是包括了源數(shù)據(jù)并返回給發(fā)送者。 ICMP錯(cuò)誤消息的例子之一是TTL值過(guò)期。每個(gè)路由器在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)的時(shí)候都會(huì)把IP包頭中的TTL值減1。如果TTL值為0，“TTL在傳輸中過(guò)期”的消息將會(huì)回報(bào)給源地址。 每個(gè)ICMP消息都是直接封裝在一個(gè)IP數(shù)據(jù)包中的，因此，和UDP一樣，ICMP是不可靠的。

雖然ICMP是包含在IP數(shù)據(jù)包中的，但是對(duì)ICMP消息通常會(huì)特殊處理，會(huì)和一般IP數(shù)據(jù)包的處理不同，而不是作為IP的一個(gè)子協(xié)議來(lái)處理。在很多時(shí)候，需要去查看ICMP消息的內(nèi)容，然后發(fā)送過(guò)當(dāng)?shù)腻e(cuò)誤消息到那個(gè)原來(lái)產(chǎn)生IP數(shù)據(jù)包的程序，即那個(gè)導(dǎo)致ICMP信息被傳送的IP數(shù)據(jù)包。

很多常用的工具是基于ICMP消息的。traceroute是通過(guò)發(fā)送包含有特殊的TTL的包，然后接收ICMP超超消息和目標(biāo)不可達(dá)消息來(lái)實(shí)現(xiàn)的。ping則是用ICMP的”Echo request”（類(lèi)別代碼：8）和”Echo reply”（類(lèi)別代碼：0）消息來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

icmp報(bào)文結(jié)構(gòu)

報(bào)頭

ICMP報(bào)頭從IP報(bào)頭的第160位開(kāi)始(ip首部20字節(jié))

image
  • Type: ICMP的類(lèi)型，標(biāo)識(shí)生成的錯(cuò)誤報(bào)文
  • Code: 進(jìn)一步割分ICMP的類(lèi)型，該字段用來(lái)查找產(chǎn)生錯(cuò)誤的原因；例如ICMP的目標(biāo)不可達(dá)類(lèi)型可以把這個(gè)位設(shè)置為1-15等來(lái)表示不同的意思。
  • Checksum : 校驗(yàn)碼部分，這個(gè)字段包含有從ICMP報(bào)頭和數(shù)據(jù)部分計(jì)算得來(lái)，用于檢查錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，其中此校驗(yàn)碼字段的值視為0
  • ID ：這個(gè)字段包含了ID值，在Echo Reply類(lèi)型的消息中要返回這個(gè)字段
  • Sequence : 這個(gè)字段包含一個(gè)序號(hào)，同樣要在Echo Reply類(lèi)型的消息中要返回這個(gè)字段

填充數(shù)據(jù)

填充的數(shù)據(jù)緊接在ICMP報(bào)頭的后面(以8位為一組)：

  • Linux的ping工具填充的ICMP除了8個(gè)8位元組的報(bào)頭以外，默認(rèn)情況下還另外填充數(shù)據(jù)使得總大小位64字節(jié)。
  • Windows的ping.exe填充的ICMP除了8個(gè)8位元組的報(bào)頭以外，默認(rèn)情況下還另外填充數(shù)據(jù)使得總大小位40字節(jié)。

ping

ping實(shí)現(xiàn)原理

Ping是為了測(cè)試另一臺(tái)主機(jī)是否可達(dá)，現(xiàn)在已經(jīng)成為一種常用的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)檢查工具。該程序發(fā)送一份 ICMP回顯請(qǐng)求報(bào)文給遠(yuǎn)程主機(jī)，并等待返回 ICMP回顯應(yīng)答。

ping 使用的是ICMP協(xié)議，它發(fā)送icmp回送請(qǐng)求消息給目的主機(jī)。ICMP協(xié)議規(guī)定：目的主機(jī)必須返回ICMP回送應(yīng)答消息給源主機(jī)。如果源主機(jī)在一定時(shí)間內(nèi)收到應(yīng)答，則認(rèn)為主機(jī)可達(dá)。大多數(shù)的 TCP/IP 實(shí)現(xiàn)都在內(nèi)核中直接支持Ping服務(wù)器，ICMP回顯請(qǐng)求和回顯應(yīng)答報(bào)文如下圖所示。

image

ping的原理：

image

ping的原理是用類(lèi)型碼為8的ICMP發(fā)請(qǐng)求，收到請(qǐng)求的主機(jī)則用類(lèi)型碼為0的ICMP回應(yīng)。通過(guò)計(jì)算ICMP應(yīng)答報(bào)文數(shù)量和與接受與發(fā)送報(bào)文之間的時(shí)間差，判斷當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。這個(gè)往返時(shí)間的計(jì)算方法是：ping命令在發(fā)送ICMP報(bào)文時(shí)將當(dāng)前的時(shí)間值存儲(chǔ)在ICMP報(bào)文中發(fā)出，當(dāng)應(yīng)答報(bào)文返回時(shí)，使用當(dāng)前時(shí)間值減去存放在ICMP報(bào)文數(shù)據(jù)中存放發(fā)送請(qǐng)求的時(shí)間值來(lái)計(jì)算往返時(shí)間。ping返回接收到的數(shù)據(jù)報(bào)文字節(jié)大小、TTL值以及往返時(shí)間。

利用wireshark查看ping

我在命令行中ping www.baidu.com 以下是顯示結(jié)果：

image
image

如上圖所示，icmp包的type是8 ， 是request請(qǐng)求； icmp的包type是0 ，是reply.

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)

TCP/IP協(xié)議棧與數(shù)據(jù)包封裝

OSI七層模型以及TCP/IP模型：

image

兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)TCP/IP的通信過(guò)程如下：

image

傳輸層及其以下的機(jī)制由內(nèi)核提供，應(yīng)用層由用戶進(jìn)程提供,應(yīng)用程序?qū)νㄓ崝?shù)據(jù)的含義進(jìn)行解釋，而傳輸層及其以下處理通訊的細(xì)節(jié)，將數(shù)據(jù)從一臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)一定的路徑發(fā)送到另一臺(tái)計(jì)算機(jī)。應(yīng)用層數(shù)據(jù)通過(guò)協(xié)議棧發(fā)到網(wǎng)絡(luò)上時(shí)，每層協(xié)議都要加上一個(gè)數(shù)據(jù)首部（header），稱為封裝（Encapsulation）。

TCP/IP數(shù)據(jù)包的封裝：

image

目的主機(jī)收到數(shù)據(jù)包后，經(jīng)過(guò)各層協(xié)議棧最后到達(dá)應(yīng)用程序。

image

以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)程序首先根據(jù)以太網(wǎng)首部中的“上層協(xié)議”字段確定該數(shù)據(jù)幀的有效載荷是IP、ARP還是RARP協(xié)議的數(shù)據(jù)報(bào)，然后交給相應(yīng)的協(xié)議處理。假如是IP數(shù)據(jù)報(bào)，IP協(xié)議再根據(jù)IP首部中的“上層協(xié)議”字段確定該數(shù)據(jù)報(bào)的有效載荷是TCP、UDP、ICMP還是IGMP，然后交給相應(yīng)的協(xié)議處理。假如是TCP段或UDP段，TCP或UDP協(xié)議再根據(jù)TCP首部或UDP首部的“端口號(hào)”字段確定應(yīng)該將應(yīng)用層數(shù)據(jù)交給哪個(gè)用戶進(jìn)程。IP地址是標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)中不同主機(jī)的地址，而端口號(hào)就是同一臺(tái)主機(jī)上標(biāo)識(shí)不同進(jìn)程的地址，IP地址和端口號(hào)合起來(lái)標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)中唯一的進(jìn)程。

注意，雖然IP、ARP和RARP數(shù)據(jù)報(bào)都需要以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)程序來(lái)封裝成幀，但是從功能上劃分，ARP和RARP屬于鏈路層，IP屬于網(wǎng)絡(luò)層。雖然ICMP、IGMP、TCP、UDP的數(shù)據(jù)都需要IP協(xié)議來(lái)封裝成數(shù)據(jù)報(bào)，但是從功能上劃分，ICMP、IGMP與IP同屬于網(wǎng)絡(luò)層，TCP和UDP屬于傳輸層。

IP數(shù)據(jù)報(bào)格式

IPv4數(shù)據(jù)包格式如下：

image

關(guān)于首部長(zhǎng)度：

根據(jù)IP數(shù)據(jù)報(bào)，判斷當(dāng)前包是否是IPv4


version占4位，首部長(zhǎng)度占4位,version = 4(IPv4), ipheader=20.
由于首部長(zhǎng)度是以4字節(jié)為單位的-> version: 0100 ; 首部長(zhǎng)度：0101

獲取version:  0100 0101 & 0xFO(11110000) = 01000000 = 0x40
獲取首部長(zhǎng)度:  0100 0101 & 0x0F(00001111) = 0000 0101 = 5個(gè)4字節(jié) = 20 Byte

ping實(shí)現(xiàn)(c++&oc)

技術(shù)預(yù)研與構(gòu)思

根據(jù)ping的結(jié)果，我們需要解決以下問(wèn)題：

macdeiMac:PhoneNetSDK ethan$ ping www.baidu.com

PING www.a.shifen.com (61.135.169.121): 56 data bytes
64 bytes from 61.135.169.121: icmp_seq=0 ttl=49 time=32.559 ms
64 bytes from 61.135.169.121: icmp_seq=1 ttl=49 time=32.413 ms
64 bytes from 61.135.169.121: icmp_seq=2 ttl=49 time=32.489 ms
^C
--- www.a.shifen.com ping statistics ---
3 packets transmitted, 3 packets received, 0.0% packet loss
round-trip min/avg/max/stddev = 32.413/32.487/32.559/0.060 ms
macdeiMac:PhoneNetSDK ethan$
  • DNS解析(域名->ip)
  • 本地終端接收到的每個(gè)icmp包來(lái)自哪個(gè)主機(jī)
  • icmp_seq
  • ttl
  • time

以上問(wèn)題解決方案如下：

  • DNS解析: socket支持
  • 本地終端接收到的每個(gè)icmp包來(lái)自哪個(gè)主機(jī): ip包中的source
  • icmp_seq: icmp包中的 sequence number
  • ttl: ip包中的Time to live
  • time: 發(fā)送包和接收到包時(shí)的時(shí)間差

具體實(shí)現(xiàn)

IP包定義：

typedef struct PNetIPHeader {
    uint8_t versionAndHeaderLength;
    uint8_t differentiatedServices;
    uint16_t totalLength;
    uint16_t identification;
    uint16_t flagsAndFragmentOffset;
    uint8_t timeToLive;
    uint8_t protocol;
    uint16_t headerChecksum;
    uint8_t sourceAddress[4];
    uint8_t destinationAddress[4];
    // options...
    // data...
}PNetIPHeader;

ICMP包定義：

/*
 use linux style . totals 64B
 */
typedef struct UICMPPacket
{
    uint8_t type;
    uint8_t code;
    uint16_t checksum;
    uint16_t identifier;
    uint16_t seq;
    char fills[56];  // data
}UICMPPacket;

構(gòu)造ICMP包：

+ (UICMPPacket *)constructPacketWithSeq:(uint16_t)seq andIdentifier:(uint16_t)identifier
{
    UICMPPacket *packet = (UICMPPacket *)malloc(sizeof(UICMPPacket));
    packet->type  = ENU_U_ICMPType_EchoRequest;
    packet->code = 0;
    packet->checksum = 0;
    packet->identifier = OSSwapHostToBigInt16(identifier);
    packet->seq = OSSwapHostToBigInt16(seq);
    memset(packet->fills, 65, 56);
    packet->checksum = [self in_cksumWithBuffer:packet andSize:sizeof(UICMPPacket)];
    return packet;
}

發(fā)送icmp包：

 UICMPPacket *packet = [PhoneNetDiagnosisHelper constructPacketWithSeq:index andIdentifier:identifier];
        _sendDate = [NSDate date];
        ssize_t sent = sendto(socket_client, packet, sizeof(UICMPPacket), 0, (struct sockaddr *)&remote_addr, (socklen_t)sizeof(struct sockaddr));
        if (sent < 0) {
            log4cplus_warn("PhoneNetPing", "ping %s , send icmp packet error..\n",[self.host UTF8String]);
        }

接收icmp包：

 size_t bytesRead = recvfrom(socket_client, buffer, 65535, 0, (struct sockaddr *)&ret_addr, &addrLen);
  if ((int)bytesRead < 0) {
            [self reporterPingResWithSorceIp:self.host ttl:0 timeMillSecond:0 seq:0 icmpId:0 dataSize:0 pingStatus:PhoneNetPingStatusDidTimeout];
            res = YES;
        }else if(bytesRead == 0){
            log4cplus_warn("PhoneNetPing", "ping %s , receive icmp packet error , bytesRead=0",[self.host UTF8String]);
        }else{
            
            if ([PhoneNetDiagnosisHelper isValidPingResponseWithBuffer:(char *)buffer len:(int)bytesRead]) {
                
                UICMPPacket *icmpPtr = (UICMPPacket *)[PhoneNetDiagnosisHelper icmpInpacket:(char *)buffer andLen:(int)bytesRead];
                
                int seq = OSSwapBigToHostInt16(icmpPtr->seq);
                
                NSTimeInterval duration = [[NSDate date] timeIntervalSinceDate:_sendDate];
                
                int ttl = ((PNetIPHeader *)buffer)->timeToLive;
                int size = (int)(bytesRead-sizeof(PNetIPHeader));
                NSString *sorceIp = self.host;
                
                
//                NSLog(@"PhoneNetPing, ping %@ , receive icmp packet..\n",self.host );
                [self reporterPingResWithSorceIp:sorceIp  ttl:ttl timeMillSecond:duration*1000 seq:seq icmpId:OSSwapBigToHostInt16(icmpPtr->identifier) dataSize:size pingStatus:PhoneNetPingStatusDidReceivePacket];
                res = YES;
            }

從接收到的buffer中分離icmp包：

/* 從 ipv4 數(shù)據(jù)包中解析出icmp */
+ (char *)icmpInpacket:(char *)packet andLen:(int)len
{
    if (len < (sizeof(PNetIPHeader) + sizeof(UICMPPacket))) {
        return NULL;
    }
    const struct PNetIPHeader *ipPtr = (const PNetIPHeader *)packet;
    if ((ipPtr->versionAndHeaderLength & 0xF0) != 0x40 // IPv4
        ||
        ipPtr->protocol != 1) { //ICMP
        return NULL;
    }
    size_t ipHeaderLength = (ipPtr->versionAndHeaderLength & 0x0F) * sizeof(uint32_t);
    
    if (len < ipHeaderLength + sizeof(UICMPPacket)) {
        return NULL;
    }
    
    return (char *)packet + ipHeaderLength;
}

校驗(yàn)接收到的icmp包:

+ (BOOL)isValidPingResponseWithBuffer:(char *)buffer len:(int)len
{
    UICMPPacket *icmpPtr = (UICMPPacket *)[self icmpInpacket:buffer andLen:len];
    if (icmpPtr == NULL) {
        return NO;
    }
    uint16_t receivedChecksum = icmpPtr->checksum;
    icmpPtr->checksum = 0;
    uint16_t calculatedChecksum = [self in_cksumWithBuffer:icmpPtr andSize:len-((char*)icmpPtr - buffer)];
    
    return receivedChecksum == calculatedChecksum &&
    icmpPtr->type == ENU_U_ICMPType_EchoReplay &&
    icmpPtr->code == 0 &&
    OSSwapBigToHostInt16(icmpPtr->identifier)>=KPingIcmpIdBeginNum;;
}

TCP ping

當(dāng)有些服務(wù)器禁ping時(shí)，可以選擇TCP ping。

TCP ping原理

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通過(guò)和目的主機(jī)及其端口建立TCP連接的方式計(jì)算其連接耗時(shí)。

traceroute

traceroute命令

/**** 設(shè)置每個(gè)路由發(fā)送的包數(shù) ****/
traceroute -q 5 baidu.com

/**** 設(shè)置最大路由跳數(shù) ****/
traceroute -m 5 baidu.com

/**** 不做DNS解析 ****/
traceroute -n baidu.com

/**** 繞過(guò)路由表直接發(fā)送到目的治具 ****/
traceroute -r baidu.com

/**** 使用ICMP包取代UDP包 ****/
traceroute -I baidu.com

traceroute原理

tacceroute是利用增加存活時(shí)間(TTL)值來(lái)實(shí)現(xiàn)功能的。每當(dāng)一個(gè)icmp包經(jīng)過(guò)一個(gè)路由器時(shí)，其存活時(shí)間值就會(huì)減1，當(dāng)其存活時(shí)間為0時(shí)，路由器便會(huì)取消包發(fā)送，并發(fā)送一個(gè)ICMP TTL封包給原封包發(fā)出者。

image

traceroute過(guò)程

主叫方首先發(fā)出TTL = 1 的數(shù)據(jù)包，第一個(gè)路由器將 TTL 減1得0后就不再繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)此數(shù)據(jù)包，而是返回一個(gè)ICMP超時(shí)報(bào)文，主叫方從超時(shí)報(bào)文中即可提取出數(shù)據(jù)包所經(jīng)過(guò)的第一個(gè)路由器的地址。然后又發(fā)出一個(gè)TTL=2的ICMP數(shù)據(jù)包，可獲得第二個(gè)路由器的地址，依次增加TTL便獲取了沿途所有路由器位地址。

需要注意的是，并不是所有路由器都會(huì)如實(shí)返回ICMP超時(shí)報(bào)文。出于安全性考慮，大多數(shù)防火墻以及啟動(dòng)了防火墻功能的路由器缺省配置為不返回各種ICMP報(bào)文，其路由器或交換機(jī)也可被管理員主動(dòng)修改配置變?yōu)椴环祷豂CMP報(bào)文。因此Traceroute程序不一定能拿全所有沿途路由器地址。所以當(dāng)某個(gè)TTL值的數(shù)據(jù)包得不到響應(yīng)是，并不能停止這一追蹤過(guò)程，程序仍然會(huì)把TTL遞增而發(fā)出下一個(gè)數(shù)據(jù)包。一直達(dá)到預(yù)設(shè)或用于參數(shù)制定的追蹤限制時(shí)才結(jié)束追蹤。

依據(jù)上述原理，利用了UDP數(shù)據(jù)包的Traceroute程序在數(shù)據(jù)包到達(dá)真正的目的主機(jī)時(shí)，就可能因?yàn)樵撝鳈C(jī)沒(méi)有提供UDP服務(wù)而簡(jiǎn)單將數(shù)據(jù)包丟棄，并不返回任何信息。為了解決這個(gè)問(wèn)題，Traceroute故意使用了一個(gè)大于30000的端口號(hào)，因UDP協(xié)議規(guī)定端口號(hào)必須小于30000，所以目標(biāo)主機(jī)收到數(shù)據(jù)包后唯一能做的事就是返回一個(gè)"端口不可達(dá)"的ICMP報(bào)文，于是主叫方就將端口不可達(dá)報(bào)文當(dāng)做跟蹤結(jié)束標(biāo)志。

利用wireshark查看traceroute

我在命令行中traceroute www.baidu.com 以下是顯示結(jié)果：

image

如上圖所示，UDP請(qǐng)求，第一個(gè)請(qǐng)求的端口是33435 ， 接下來(lái)的UDP請(qǐng)求，端口會(huì)遞增。

當(dāng)?shù)竭_(dá)目的地址時(shí)，目的地址會(huì)replay類(lèi)型為3的包.

image

如上圖所示，是路由器返回的ICMP包，type是11。

UDP traceroute的實(shí)現(xiàn)

發(fā)送udp包，接收ip+icmp包,過(guò)濾route ip計(jì)算時(shí)間。

https://github.com/mediaios/net-diagnosis/tree/master/PhoneNetSDK/PhoneNetSDK/udptracert

UDP traceroute存在的問(wèn)題

使用 UDP 的 traceroute，失敗還是比較常見(jiàn)的。這常常是由于，在運(yùn)營(yíng)商的路由器上，UDP 與 ICMP 的待遇大不相同。為了利于 troubleshooting，ICMP 的request 和 replay 是不會(huì)封的，而 UDP 則不同。UDP 常被用來(lái)做網(wǎng)絡(luò)攻擊，因?yàn)?UDP 無(wú)需連接，因而沒(méi)有任何狀態(tài)約束它，比較方便攻擊者偽造源 IP、偽造目的端口發(fā)送任意多的 UDP 包，長(zhǎng)度自定義。所以運(yùn)營(yíng)商為安全考慮，對(duì)于 UDP 端口常常采用白名單 ACL，就是只有 ACL 允許的端口才可以通過(guò)，沒(méi)有明確允許的則統(tǒng)統(tǒng)丟棄。比如允許 DNS/DHCP/SNMP 等。

icmp traceroute

發(fā)送icmp包，類(lèi)型為8，每個(gè)路由返回的icmp包類(lèi)型是11的超時(shí)包，當(dāng)?shù)竭_(dá)目的地址時(shí)，目的地址會(huì)replay類(lèi)型為0的包

image

icmp traceroute的實(shí)現(xiàn)

https://github.com/mediaios/net-diagnosis/tree/master/PhoneNetSDK/PhoneNetSDK/utracert

net-diagnosis(ios平臺(tái)下網(wǎng)絡(luò)診斷SDK)

net-diagnosis是ios平臺(tái)下的網(wǎng)絡(luò)診斷SDK，提供的功能有：

  • ping
  • tcp ping
  • traceroute
  • icmp traceroute
  • nslookup
  • port scan

項(xiàng)目地址： github

后續(xù)更多關(guān)于網(wǎng)絡(luò)診斷的功能會(huì)不斷開(kāi)發(fā)完善，歡迎提交issue

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