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TCP/IP协议详解卷1学习笔记系列二

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TCP/IP协议详解卷1学习笔记系列二
【TCP/IP协议详解卷1学习笔记系列二】卷1第七、八章
第七章是Ping程序的基本原理，第八章是traceroute( Win2000下是tracert)的原理 。主要介绍的是一些原理性的东西，并以实际的tcpdump的抓包的内容作解释 。
ping 程序是利用icmp的回复请求来探测远端主机是否可达 。（并不能继续判定端口是否可达 。要想查看端口，就要使用扫描器了 。）win2000里的网络库里已经提供网络函数库(icmp.dll)可以实现利用icmp来探测远端主机 。相比起使用管道来读ping的结果，或者嵌入ping源码，这个是最简单的方法了（没办法，人懒） 。ping其实还有一个R选项，用来记录经过的路由，以前一直不知道 。(ping www.Google.com -r 7)记录经过的7个路由器 。按照分析，根据所在环境限制最多可以记录8~9个项目 。
除了回显请求外，还可以利用icmp来实现时间请求 。在icmp的数据包中可以包含发送时间，目的主机收到后再附上自身当时时间才发回 。这样可以做一个时间校验，并可以判定源与目的之间的通讯速度 。由于具体的内容部分比较烦，类型太多，一下子记不住各个类型的意思 。
一般用ping的时候只是用了它的最简单的功能：检查主机能不能连到 。其实使用它所提供的其他选项，可以实现许多细节上的控制，例如数据包长度，TTL，路由记录，宽/严路由经过路由等 。
tracetroute，也就是 trace route，跟踪路由 。这个程序最早是Van Jacobson实现的 。源码在网上可以找到，不过我还没有去找 。主要的原理是IP路由过程中对数据包TTL(Time to Live，存活时间)的处理 。当路由器收到一个IP包时，会修改IP包的TTL（及由此造成的头部检验和checksum变化） 。每收到一个包，检查这个的TTL是否是0或1 。假如是，表明这个包还没有到达目的地，而且剩余时间不多了，肯定是到不了目的地了 。这样路由器就简单地丢弃这个包，并给源主机发送 ICMP通知，说这个包已经超时了 。ICMP的通知信息里包含当前路由器发送时所用的IP 。
这样就可以通过构造数据包，来间接检查到达一个主机时经过了哪些路由 。一开始发送一个TTL为1的包，这样到达第一个路由器的时候就已经超时了，第一个路由器就发通知说包超时，这样就可以记录下所经过的第一个路由器的IP 。然后TTL加1，安全通过第一个路由器，而第二个路由器的的处理与第一个相同，丢包，发通知说包超时了，这样记录下第二个路由器IP，由此可以一直进行下去，直到这个数据包到达目标主机，由此打印出所有经过的路由器 。
在通信中，IP层只负责数据的路由与传输，并不处理数据包的内容 。例如ICMP，或TCP，UDP，这些协议是依靠IP层的传输功能来传送数据的 。在通信双方的主机中，收到这些协议的数据包后，一般在通信的对应主机上，会有程序来处理这些数据 。而直接的IP数据报是没有用处的（win2000的驱动层可以直接使用IP报而不需要加上其他协议，但是一般是不会这样用的） 。因此traceroute程序发送一个UDP包来试探 。对路由器来说，UDP数据报只是IP数据报的一种，它并不关心UDP数据报的具体内容 。直到这个包到达目的端的主机会，目的主机的内核会解析UDP数据报，并查找数据报中要求端口是否已经有进程在使用 。假如找到，则通知进程有数据到达 。而假如找不到，则发送一个“目的端口不可达”的ICMP错误数据回到源主机 。
这样就可以完全确定下来 。trcertroute建立一个UDP数据包，不断修改TTL值并发送出去，假如收到“超时错”，表示刚刚到达的是路由器，而假如收到的是“端口不可达”错误，表示刚刚到达的就是目的主机 。这样路由跟踪完成，程序结束 。

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