Мониторинг сети в Linux (ping, traceroute, mtr)
Существует несколько хороших утилит, позволяющих искать неисправности в сети на уровне TCP/IP. Большинство из них выдает низкоуровневую информацию, поэтому для того чтобы пользоваться ими, нужно хорошо понимать принципы работы протоколов TCP/IP и маршрутизации. В этой статье мы рассмотрим основные инструменты поиска неисправностей в сети: утилитами ping, traceroute и mtr.
Утилита ping
Проверка доступности компьютера
Утилита ping предназначена для того, чтобы при помощи отправки ICMP пакетов убедиться в работоспособности хоста. Команда ping посылает запрос (ICMP ECHO_REQUEST) конкретному компьютеру и фиксирует поступающие ответы (ICMP ECHO_RESPONSE). Её можно применять для работоспособности отдельных компьютеров и сегментов сети. В обработке ее запроса участвуют таблицы маршрутизации, физические компоненты сетей и сетевые шлюзы, поэтому для достижения успешного результата сеть должна быть в более или менее рабочем состоянии. Если команда не работает, можно быть совершенно уверенным в том, что более сложные средства тем более не функционируют. Однако это правило неприменимо в сетях, где брандмауэры блокируют эхо-запросы ICMP. Убедитесь в том, что брандмауэр не препятствует работе команды ping, прежде чем подозревать, что зондируемый компьютер игнорирует эту команду. В конце концов, отключите на короткое время брандмауэр для проверки работоспособности сети.
Если не задан аргумент «число пакетов», команда ping работает в бесконечном цикле. Чтобы прервать работу команды, нужно нажать специальную клавиатурную комбинацию .
Например, пропингуем neoserver.ru (это имя хоста):
Информация о компьютере neoserver.ru включает его IP-адрес, порядковый номер ответного ICMP-пакета и полное время прохождения пакета. Полученные результаты свидетельствуют о том, что компьютер neoserer.ru работает и подключен к сети.
Min — минимальное время ответа хоста, кторому был отправлен запрос.
Avg — среднее время ответа хоста, кторому был отправлен запрос
Max — максимальное время ответа хоста, кторому был отправлен запрос.
Ещё вы увидите TTL — определяет максимальное количество хопов (то есть прыжок, участок между маршрутизаторами), которые пакет может пройти. Наличие этого параметра не позволяет пакету бесконечно ходить по сети.
В ОС Linux, как уже было сказано выше, команда ping без дополнительных параметров будет пинговать заданный хост бесконечно. Чтобы отправить, например, 10 запросов, необходимо добавить ключ -с:
В итоге, мы видим, что было отпралено 10 запросов и выведен результат.
Другие примеры задействования разын ключей:
Не резолвить имена адресов, выводить только ip-адреса
Завершение работы ping по заданному времени (тут 5 секунд)
Установить размер отправляемых пакетов в 1000 байт
Увеличить интервал времени пинга на 3 секунды
Утилита traceroute
Каждый пакет проходит на своем пути определенное количество узлов, пока достигнет своей цели. И, как мы уже знаем, каждый пакет имеет свое время жизни. Это количество узлов, которые может пройти пакет перед тем, как он будет уничтожен. Этот параметр записывается в заголовке TTL, каждый маршрутизатор, через который будет проходить пакет уменьшает его на единицу. При TTL=0 пакет уничтожается, а отправителю отсылается сообщение Time Exceeded.
Команда traceroute linux использует UDP пакеты. Она отправляет пакет с TTL=1 и смотрит адрес ответившего узла, дальше TTL=2, TTL=3 и так пока не достигнет цели. Каждый раз отправляется по три пакета и для каждого из них измеряется время прохождения. Пакет отправляется на случайный порт, который, скорее всего, не занят. Когда утилита traceroute получает сообщение от целевого узла о том, что порт недоступен трассировка считается завершенной.
Синтаксис утилиты не сложный:
Адресом узла может служить как IP адрес, так и доменное имя. Основные опции:
Для примера, выпоним трасировку к ресурсу yandex.ru:
В итоге, пакет прошел через 6 узлов перед тем, как дойти до указанного хоста. На каждый узел отправлялось по три пакета и для каждого из них было засечено время прохождения. И если на одном из узлов возникнет проблема, теперь вы будете знать на каком.
Иногда, вместо одного узла вы можете видеть звездочки. Это значит, что шлюзы либо не высылают нам ICMP с сообщением «time exceeded», либо у их сообщений слишком маленький TTL и оно нас не достигает. В точности нельзя сказать, что происходит на самом деле, но ясно, что по какой-то причине хост не захотел нам отвечать:
Бывает, что трассировка с помощью UDP не работает, это может произойти потому, что фаервол блокирует все лишние пакеты. Можно воспользоваться ICMP с помощью опции -I:
Рассмотреных выше простых примеров, вполне достаточно для первичной диагностики сети как для обычныз пользователей, так и для начинающих администраторов.
Утилита MTR
MTR – это альтернатива программе traceroute. Объединяя функции ping и traceroute, mtr позволяет постоянно опрашивать удаленный сервер и отслеживать изменения задержки и производительности с течением времени.
Синтаксис утилиты также несложный:
Вывод похож на traceroute, но mtr имеет существенное преимущество – ее вывод постоянно обновляется. Это позволяет собирать средние показатели, а также отслеживать тенденции и изменения производительности сети. Как и с утилитой ping, mtr будет работать бесконечно. Чтобы прервать работу команды, нужно нажать специальную клавиатурную комбинацию .
Источник
Tracert vs Traceroute
В чем отличие маршрута пакета от его пути?
Стандартный механизм маршрутизации пакетов в интернете — per hop behavior — то есть каждый узел в сети принимает решение куда ему отправить пакет на основе информации, полученной от протоколов динамической маршрутизации и статически указанных администраторами маршрутов.
Маршрут — это интерфейс, в который нам надо послать пакет для достижения какого то узла назначения и адрес следующего маршрутизатора (next-hop):
Что такое путь? Путь — это список узлов, через которые прошел (пройдет) пакет:
Путь пакета можно посмотреть с помощью утилит tracert в OC Windows и traceroute в GNU/Linux и Unix-подобных системах. (другие команды, типа tracepath мы не рассматриваем).
Многие считают что этих утилит один и тот же принцип работы, но это не так. Давайте разберемся.
Итак, утилита tracert.
В основе работы данной утилиты лежит протокол icmp. Рассмотрим вот такую схему: 
Host отправляет по указанному в его таблице маршрутизации маршруту ICMP Echo-Request с ttl 1. Router1, получив такой пакет, проверит адрес назначения — может быть пакет ему. Так как данный пакет адресован другому хосту, то Router1 считает себя транзитным узлом, декрементирует ttl пакета и отбрасывает его, так как время жизни пакета становится равным 0. Так как пакет был дропнут, Router1 отправляет источнику пакета icmp сообщение с указанием причины дропа — Time Exceeded. Утилита tracert, получив данное icmp сообщение, указывает Router1 как первый хоп (информация об адресе указана в icmp сообщении). Далее процесс повторяется с инкрементированием ttl, пока ttl icmp запроса не будет равен количеству хопов между узлом-отправителем и узлом получателем. В данном примере Server1 является узлом назначения. Получив пакет, он проверит адрес назначения, увидит, что запрос адресован ему и отправит ICMP Echo-Reply, что и будет являться для утилиты tracert триггером к окончанию трассировки.
Вывод:
Icmp -протокол третьего уровня, и о портах он не знает ничего. Поэтому сделать tracert с указанием порта невозможно. Надеюсь тут мы разобрались.
Traceroute — данная утилита работает по иному принципу, хоть и вывод команды похож на вывод предыдущей.
Traceroute основана не на ICMP Echo-Request, а на отправке udp фрагментов и получения сообщения о доступности/недостижимости порта. Вернемся к прошлой схеме. Host генерирует udp фрагмент, инкапсулирует его в IP пакет и выставляет ttl=1. Router1, являясь транзитным узлом, ответит на данный пакет icmp сообщением об окончании времени жизни пакета. Утилита traceroute, получив данное сообщение, указывает адрес источника icmp пакета (Router1) как адрес первого хопа. Далее процесс повторяется с инкрементированием ttl пакета. Всё практически так же, как и в tracert. Но ведь мы не отправляем ICMP Echo-Request, как утилита traceroute поймет, что трассировка закончена? Все просто — в udp заголовке есть поля source и destination порт. Логично, что source порт будет любым портом выше 1023. А каким указать destination порт? Как было сказано выше, работа утилиты traceroute основана на получении сообщения о недостижимости или доступности порта назначения. То есть мы отправляем udp фрагмент с порта 45000 ( к примеру) на порт 33434 (именно этот порт используется по умолчанию). Как и в предыдущем случае, Server1 является узлом назначения. Получив пакет, он распаковывает его и должен передать его протоколам высшего уровня. Но так как порт 33434 по умолочанию будет закрыт на сервере, то Server1 формирует icmp сообщение о недостижимости порта назначения (ICMP Type 3 «Destination Unreachable» Code 3 «Port Unreachable»). Получив данное сообщение, утилита traceroute считает трассировку законченной. В процессе трассировки номер порта назначения будет инкрементироваться при каждой попытке ( 33434, 33435 и т д). Может получится так, что порт назначения будет открыт. В данном случае сервер отправит на хост-инициатор например TCP ACK если для трассировки используются TCP SYN пакеты, что тоже будет являться триггером к окончанию трассировки.
Вывод:
Утилита traceroute позволяет сделать трассировку с указанием порта назначения.
Для этого разберем пример ниже:
Возьмем предыдущую схему и сделаем трассировку:
С использованием TCP SYN пакетов:
C использованием UDP пакетов:
Как видите трассировка прошла успешно. Мы видим путь до указанного хоста.
А теперь повесим на интерфейс Router4 фильтр на in (как указано на рисунке): 
Снова сделаем трассировку:
Теперь трассировка закончилась на предпоследнем хопе и в выводе появились знаки! Х. Почему это произошло? Router4 получив пакет к Server1 дропает его, так как он попадает под запрещающее правило на входящем интерфейсе и отправляет хосту-инициатору сообщение о том, что пакет был зафильтрован (ICMP Type 3 «Destination Unreachable» Code 13 — «Communication Administratively Prohibited»). Это тоже сообщение о недостижимости порта назначения. Поэтому утилита traceroute получив такое сообщение, заканчивает свою работу так не добравшись до хоста назначения. В данном случае в выводе важно понять, что пакеты были именно зафильрованы, о чем нам подсказывает знак !X (в Unix) или знак !A (в Cisco):
Примечание: Возможен случай, когда пакеты будут дропаться без отправки ICMP сообщений ( отправка в Null-интерфейс в Cisco/Huawei или discard в Juniper). В данном случае трассировка будет идти пока не кончится максимальное TTL, указанное в утилите traceroute (по умолчанию максимум 30 хопов, но можно задать вручную до 255, правда обычно достаточно 15-18 хопов) или ее не прервет администратор, а в выводе будут звездочки.
Примечание: Появление звездочек вместо адресов хостов может быть обусловлено различными причинами и хорошо описано тут
Собственно говоря, утилита traceroute может работать как и утилита tracert с использованием ICMP Echo-Request. Для этого ее следует запустить с ключом -I. В примеры выше фильтр не блокирует ICMP, поэтому трассировка с использованием данного протокола покажет нам весь путь пакета:
Надеюсь мы разобрались в основных принципах работы данных утилит. Если надо сделать трассировку по какому то порту в Windows системах, можно использовать сторонние утилиты, к примеру tcptrace.
Источник
Утилиты Traceroute и Tracert
Traceroute — это утилита, которая позволяет проследить маршрут следования данных до удалённого адресата в сетях TCP/IP. В Linux используется команда Traceroute, а в Windows — Tracert. При помощи этих команд можно увидеть путь пакета данных от вашего компьютера до целевого сервера или сайта.
Как работают Tracert и Traceroute
Когда вы пытаетесь открыть сайт, браузер отправляет сообщение (запрос) серверу, на котором этот сайт находится. Сообщение на своём пути проходит через маршрутизаторы. Они решают, куда дальше передать сообщение, чтобы гарантированно его доставить адресату. В трассировке маршрутизаторы ещё называют хопами (хоп — прыжок) или узлами. Количество узлов, через которые на своём пути пройдёт запрос, можно узнать при помощи утилит Tracert и Traceroute. Узлы, которые не являются целевыми для запроса, называют транзитными.
Утилита Traceroute формирует UDP-датаграмму (сообщение, которое нужно доставить целевому серверу), упаковывает её в IP-пакет и передаёт первому транзитному узлу. В заголовке такого IP-пакета есть поле TTL (Time To Live) — время жизни пакета. Оно определяет количество хопов, через которые пакет может пройти. На каждом узле TTL уменьшается на единицу. Если на пути к удалённому адресату время жизни пакета станет равно 0, маршрутизатор отбросит пакет и отправит источнику ICMP-сообщение об ошибке «Time Exceeded» (время истекло).
Этот принцип лежит в основе работы утилит Tracert и Traceroute, однако между ними есть отличия. Рассмотрим каждую утилиту отдельно.
Tracert отправляет на хост назначения ICPM-запрос «Echo Request» с TTL=1. Первый маршрутизатор, который получит запрос, проверяет, кому он предназначен. Если маршрутизатор не является целевым хостом, он уменьшает TTL на 1, отбрасывает пакет и отправляет ICMP-сообщение источнику, так как время жизни теперь равно 0. В этом сообщении маршрутизатор указывает информацию о себе и причину дропа пакета. Получив сообщение, Tracert запоминает этот маршрутизатор как первый хоп (прыжок) и отправляет следующий пакет, но уже с TTL=2. Первый хоп успешно обрабатывает новый пакет, уменьшает время его жизни на 1 и передаёт дальше. Следующий маршрутизатор тоже выполняет проверку хоста назначения и, если пакет предназначен не ему, уменьшает TTL, отбрасывает пакет и отправляет ICMP-сообщение источнику. Tracert запоминает второй хоп, снова увеличивает TTL на 1 и отправляет следующий пакет. Эти действия будут повторяться до тех пор, пока пакет не достигнет целевого хоста. Когда запрос попадёт к целевому хосту, этот хост в ответ направит ICMP «Echo Reply». Источник воспримет это как завершение трассировки.
Утилита Traceroute вместо ICMP-запроса отправляет 3 UDP-пакета на определенный порт целевого хоста и ожидает ответа о недоступности этого порта. Первый пакет отправляется с TTL=1, второй с TTL=2 и так далее, пока запрос не попадёт адресату. Отличие от Tracert в том, как Traceroute понимает, что трассировка завершена. Так как вместо ICMP-запроса он отправляет UDP-запрос, в каждом запросе есть порт отправителя (Sourсe) и порт получателя (Destination). По умолчанию запрос отправляется на закрытый порт 34434. Когда запрос попадёт на хост назначения, этот хост отправит ответ о недоступности порта «Destination port unreachable» (порт назначения недоступен). Это значит, что адресат получил запрос. Traceroute воспримет этот ответ как завершение трассировки.
Если Tracert работает по протоколу ICMP, то какой протокол используется командой Traceroute? По умолчанию используется протокол UDP, но traceroute может отправить и ICMP-запрос «Echo Request», как Tracert. Такой способ пригодится, если хоп не отвечает на UDP-пакет.
Источник
