Как работает traceroute linux

Traceroute и Tracert — утилиты-близнецы? Что такое трассировка сети

Для большинства поставщиков управляемых услуг (MSP), системных администраторов и технических специалистов, команды Traceroute и Tracert являются первыми сигналами для устранения неполадок, связанных с задержкой ​​сети или проблемами с подключением. Но что это?

Что такое Traceroute и Tracert

Traceroute или Tracert – это утилита, служащая для диагностики сети. Она отслеживает пути, по которым пакеты данных проходят от источника к хосту назначения, что позволяет администраторам оперативно решить проблемы с подключением.

В Windows эта команда называется Tracert, а в Linux и MacOS – Traceroute.

Traceroute и Tracert в основном работают одинаково – они предоставляют информацию о пути пакета данных из одной точки сети на конкретный IP-сервер. Когда данные передаются между двумя точками, они должны проходить через несколько устройств (например, маршрутизаторы).

Traceroute сопоставляет каждый переход, предоставляет подробную информацию и время приёма-передачи (RTT), а также, по возможности, сообщает имя устройства и IP-адрес.

В то время как команда Ping может сообщить, есть ли проблема, Traceroute поможет вам точно определить, где именно она образовалась.

Представьте, что вы посещаете веб-сайт, и его страницы долго загружаются. В этом случае вы можете использовать Traceroute, чтобы определить, где происходят самые длительные задержки, чтобы добраться до источника самого сбоя.

Как работает Traceroute и Tracert?

1. По протоколу UDP (User Datagram Protocol – «протокол пользовательских датаграмм») Traceroute отправляет последовательность IP-пакетов. Всего таких пакетов по умолчанию может быть 3.
2. Первый пакет имеет время жизни (также известное как TTL (Time To Live) или лимит переходов), равное 1, второй пакет имеет TTL=2 и так далее.
3. Каждый раз, когда пакет передается новому маршрутизатору, TTL уменьшается на 1. Это сделано для предотвращения проблем с зацикливанием между серверами. Если бы не было TTL, пакет мог бы бесконечно долго перебрасываться между серверами.

Когда время жизни достигает 0, пакет отбрасывается, а маршрутизатор возвращает сообщение об ошибке. Отправляя пакеты таким образом, Traceroute гарантирует, что каждый маршрутизатор на пути отклонит пакет и отправит ответ.

Всё о трассировке

Трассировка или точнее распределённая трассировка – это возможность отслеживать запросы по мере их прохождения через распределённые системы путём сбора данных о том, как они передаются от одной службы к другой.

Данные трассировки помогают понять поток запросов и определить, где в системе возникают сбои или проблемы с производительностью и почему.

Например, запрос может пройти через несколько служб и пройти туда и обратно через различные микрослужбы, чтобы достичь завершения.

Хотя трассировки существуют уже давно, тенденция к распределённым архитектурам, микросервисам и контейнеризации сделала их важной частью большой системы наблюдения. Ведь наличие механизма, позволяющего понять поток данных, необходимо для обслуживания серверов и устранения неполадок.

Трассировка, наряду с журналами и метриками, занимает важное место в системе. В то время как журналы предоставляют сведения о конкретных событиях, таких как обращение к базе данных и запись в файл или сообщение об ошибке, трассировка соединяет цепочку связанных событий.

Одна трассировка маршрута даёт представление о:

• каждом шаге, через который прошёл запрос;
• количестве времени, затраченном на каждое действие;
• общем времени, которое понадобилось на его обработку.

В то время, как журналы предоставляют подробные сведения об активности, выполняемой каждой службой в процессе, ведение журнала трассировки обеспечивает полную запись цепочки событий, инициированных первоначальным запросом.

Эта информация бесценна для отладки сложных проблем и оптимизации вашей системы.

Как работает трассировка?

Прежде чем перейти к трассировке, важно узнать, что приложения могут быть монолитными или микросервисными.

Монолитное приложение разрабатывается как единый функциональный модуль, в то время как приложение с микросервисной архитектурой разбивается на модульные службы, каждая из которых выполняет основную функцию приложения и часто управляется специальной командой.

Микросервисы используются для создания многих современных приложений, поскольку они упрощают тестирование и развёртывание быстрых обновлений, а также предотвращают возникновение единой точки отказа.

Но устранение неполадок с микрослужбами может оказаться сложной задачей, поскольку они часто работают на базе сложной серверной архитектуры, а запросы могут включать в себя последовательности вызовов нескольких служб.

Используя трассировку, разработчики могут визуализировать весь путь запроса – от интерфейса к серверу – и точно определить любые сбои производительности, которые возникают на этом пути.

Платформы трассировки начинают собирать данные в момент подачи запроса. Например, когда пользователь отправляет форму на веб-сайте. Это создаёт уникальный идентификатор трассировки.

Этот процесс позволяет идентифицировать каждый запрос, вызов и процесс и соответствующим образом расставлять приоритеты в своих усилиях по устранению неполадок.

Для получения результатов трассировки в том числе используются команды Traceroute и Tracert.

Разница между Traceroute и Tracert

Принцип работы у Traceroute и Tracert один, однако разница между ними состоит не только в операционных системах.

Напоминаем, что команда Tracert обслуживает Windows, а Traceroute работает на Linux и MacOS.

1. Tracert, в отличие от своего Linux-двойника, реализован на основе протокола ICMP, а не UDP.
2. Tracert отправляет эхо-запрос ICMP (ICMP Echo Request) с TTL=1.
3. Первый маршрутизатор проверяет адрес назначения, чтобы выяснить был ли отправлен запрос именно ему.
4. Узнав, что цель пакета – другой хост, маршрутизатор отбрасывает его, и TTL становится равным 0.
5. Затем маршрутизатор 1 отправляет ICMP-сообщение с указанием информации о себе и причине проблемы источнику пакета: «Time-To-Live Exceeded» или «Time Exceeded in transit».
6. Благодаря этому сообщению Tracert записывает маршрутизатор 1 как первый транзитный участок или, как его ещё называют, «хоп, прыжок».

Процесс передачи пакета между промежуточными маршрутизаторами продолжится, пока переменная (TTL ICMP-запроса), не станет равна количеству «прыжков» между узлом-отправителем и узлом-получателем, и пакет не будет получен хостом назначения или количество сетевых переходов не превысит максимальное значение для Tracert – 30.

1. Когда целевой хост проверит IP-адрес назначения и узнает, что запрос был направлен именно ему, он отправит эхо-ответ ICMP (ICMP Echo Request), что даст утилите понять, что процесс передачи завершён.

В чём ещё отличие Traceroute от Tracert? В Traceroute схема схожая, практически идентичная.

Целевому хосту направляется фрагментированный UDP-запрос. Таким образом, отправляется сразу несколько пакетов с TTL: TTL=1, TTL=2 и TTL=3.

Вот только раз эта утилита не отправляет эхо-запрос ICMP, как она понимает, что трассировка подошла к концу?

Всё просто: в каждом пакете содержатся данные о порте отправителя (Source) и порте получателя (Destination). Destination порт по умолчанию закрытый (34434), поэтому утилита Traceroute сразу понимает, что процесс передачи данных завершён, когда получает ответ с сообщением о недоступности порта «Destination port unreachable» (Хост/Порт недостижим). Иными словами, запрос достиг целевого хоста.

Как использовать Traceroute и Tracert?

В основном пользователи могут использовать команду Traceroute или Tracert через обычную командную строку. Однако точный метод его запуска зависит от операционной системы компьютера.

Давайте посмотрим, как запустить команду Traceroute или Tracert в Windows, Linux и macOS.

1. Перейдите в меню Пуск.
2. Выберите Выполнить.
3. Введите cmd и нажмите ОК. Это откроет командную строку.
4. Введите команду tracert и затем впишите имя хоста или IP-адрес назначения. Пример: tracert www.nic.ru
5. Нажмите Enter.

1. Откройте приложение Терминал. Это можно сделать при помощи сочетания клавиш CTRL + Shift + T.
2. Впишите команду traceroute вместе с именем хоста или IP-адресом. Пример: traceroute www.nic.ru
3. Нажмите Enter.

Раньше это действие можно было выполнить через встроенное приложение Сетевая утилита, но на данный момент она не поддерживается компанией Apple. Поэтому:

1. Запустите приложение Терминал.
2. Введите команду traceroute и имя хоста или IP-адрес назначения. Пример: traceroute www.nic.ru
3. Нажмите Enter.

Также можно добавить дополнительные параметры в команду Traceroute или Tracert, чтобы сделать ваши результаты более точными. Вот некоторые расширенные параметры трассировки:

Команда	Описание
-d	Команда Traceroute в Linux по умолчанию отправляет пробные пакеты UDP. Вы можете использовать эту опцию, чтобы преобразовать их в пакеты ICMP.
-h maximum_hops	Укажите максимальное количество переходов, включённых в процесс Tracert. Если вы не измените значение, оно будет соответствовать максимальному значению по умолчанию, равному 30 хопам.
-n	Поможет исключить доменные имена из результатов Traceroute.
-q number of packets	По умолчанию Traceroute отправляет три пакета. Вы можете изменить это число с помощью этой опции, за которой следует указать нужное количество пакетов.
-m max_ttl	Укажите максимальное количество переходов для процесса трассировки. Значение по умолчанию равно 30.
-w wait_time	Установите максимальное время ожидания для каждого ответа.
-p	Установите порт назначения для запроса.
-f	Укажите с какого TTL начать. По умолчанию значение равно 1.
-4	Задействование протокола IPv4.
-6	Задействование протокола IPv6.

Как читать результаты Tracert

После выполнения команды Tracert или Traceroute система представит результаты в виде множества строк. Отчёт может несколько отличаться в зависимости от вашей операционной системы, но обычно он содержит одну и ту же информацию.

Стандартные результаты Tracert или Traceroute включают в себя несколько строк, описывающих каждый переход, который проходит пакет для достижения хоста назначения. Каждая строка разделена на столбцы с различной информацией.

Давайте рассмотрим каждый столбец и его детали.

Число хопов	Имя хоста/IP-адрес	RTT 1	RTT 2	RTT 3
5	83.169.204.90	182.729 ms	174.127 ms	165.767 ms
8	192.168.43.1	5.735 ms	8.287 ms	6.694 ms
9	198.18.8.1	24.408 m	33.209 ms	26.241 ms

Число хопов – первый столбец количество сделанных “прыжков”.

IP-адрес или имя хоста – этот столбец раскрывает IP-адрес или имя хоста устройства на этом конкретном переходе.

RTT – это круговая задержка или время приёма-передачи, которое показывает, сколько времени требуется каждому пакету, чтобы достичь определенного IP-адреса и вернуться на ваш компьютер. Существует три разных столбца RTT, так как Traceroute по умолчанию отправляет три UDP-пакета.

Если время трассировки истекает на определенном узле, это может означать, что в данном месте возникла проблема или что маршрут неверен, что не позволяет пакету достичь пункта назначения. В результатах это представлено как:

Число хопа	Имя хоста/IP-адрес	RTT 1	RTT 2	RTT 3
13	(Request timed out.)	*	*	*

Заключение

Команда Traceroute и Tracert – это полезный и простой в использовании инструмент диагностики сети. Как правило, это ещё и первый способ устранения неполадок с подключением.

В этой статье вы узнали, чем эта утилита может отличаться в зависимости от вашей операционной системы, как использовать команду и читать полученные результаты.

Источник