Traceroute俳句

Traceroute 是一个很常用的网络 debug 工具,它(应该)会列出你的数据包在到达最终目的地的路上经过的所有路由节点,如果你 traceroute 我的网站,你会得到看起来像这样的内容:

image-20230110161809741

traceroute通过 Time To Live或者 IPV6 下的 Hop Limit实现追踪的效果

IPv6 packet diagram

这个数值的用意是通过限制数据包能通过的最长「逻辑距离」(最多能通过几个节点),防止数据包在网络故障的情况下在网络上被无限循环广播。每当数据包经过一个节点,这个数值就会减少,这个值减小到0时,路由节点就会丢弃这个数据包:举个例子,网络故障的情况下,一个 IPV4 数据包的 TTL 为65,经过64个节点时,其TTL会等于65-64=1,经过第65个节点时,TTL 会降为0,那么,第66个节点在发现这个数据包的 TTL 为0时就会将其直接丢弃。

但做到这一步并没有解决所有问题:出于礼貌原因,当一个数据包丢失了,我们还要想办法通知发送这个数据包的人——既然一个数据包能够从发送者到达丢弃它的服务器,那么丢弃它的服务器和发送者之间一定是可以通信的。

IPv6 ICMP packet in wireshark

那么 traceroute 的设计思想是:首先设置一个极低的 TTL,并向目标服务器发包,小幅增加这个 TTL,再次向服务器发包,重复这个步骤,直到可以到达目标服务器为止,通过这个做法,traceroute就可以通过前面提到的,数据包被丢弃后的「回执」向我们展示我们与目标服务器之间的「路径」。

how a traceroute works gif

traceroute 工具通常还会贴心的帮你查询好对应 IP 的反向 DNS,便于我们查看途径节点的相关信息。尽管设置 IP 的反向 DNS 并非必须,大多数运营商都会设置反向 DNS 以方便用户或者他们自己 Debug。

重要的是,如果买下一个 IP 区段,你便可以将这个区段内的 IP 的反向 DNS 改成 Whatever you want。于是乎,一位仁兄突发奇想,买下了一个 IP 区段,于是就有了下面的 TraceRoute 民谣:

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PS C:\Users\l3zc> tracert -h 100 bad.horse

通过最多 100 个跃点跟踪
到 bad.horse [162.252.205.157] 的路由:

  1    <1 毫秒   <1 毫秒   <1 毫秒 192.168.0.1
  2     2 ms     1 ms     1 ms  192.168.1.1
  3     5 ms     4 ms     4 ms  100.66.128.1
  4     4 ms     4 ms     4 ms  58.20.125.137
  5     5 ms     4 ms     4 ms  119.39.126.117
  6     *       27 ms    27 ms  219.158.98.69
  7    32 ms    30 ms    30 ms  219.158.5.158
  8    29 ms    30 ms    31 ms  219.158.16.66
  9   172 ms   175 ms   174 ms  219.158.98.10
 10   179 ms   175 ms   174 ms  ix-xe-8-2-5-0.tcore1.sqn-sanjose.as6453.net [63.243.205.93]
 11   226 ms   225 ms   236 ms  if-ae-1-2.tcore2.sqn-sanjose.as6453.net [63.243.205.2]
 12   222 ms   222 ms     *     if-ae-51-2.tcore2.ct8-chicago.as6453.net [64.86.79.14]
 13   224 ms   225 ms   225 ms  if-ae-22-2.tcore1.ct8-chicago.as6453.net [64.86.79.2]
 14   223 ms   223 ms   223 ms  if-ae-8-2.tcore2.tnk-toronto.as6453.net [66.110.48.1]
 15   223 ms   223 ms   223 ms  if-ae-2-2.tcore1.tnk-toronto.as6453.net [64.86.33.89]
 16   225 ms   224 ms   225 ms  64.86.33.58
 17   223 ms   223 ms   223 ms  67.223.96.90 [67.223.96.90]
 18   225 ms   224 ms   224 ms  bad.horse [162.252.205.130]
 19   228 ms   228 ms   229 ms  bad.horse [162.252.205.131]
 20   239 ms   237 ms   235 ms  bad.horse [162.252.205.132]
 21   244 ms   245 ms   248 ms  bad.horse [162.252.205.133]
 22   243 ms   243 ms   243 ms  he.rides.across.the.nation [162.252.205.134]
 23   248 ms   249 ms   249 ms  the.thoroughbred.of.sin [162.252.205.135]
 24   263 ms   259 ms   261 ms  he.got.the.application [162.252.205.136]
 25   267 ms   268 ms   267 ms  that.you.just.sent.in [162.252.205.137]
 26   266 ms   266 ms   266 ms  it.needs.evaluation [162.252.205.138]
 27   267 ms   266 ms   267 ms  so.let.the.games.begin [162.252.205.139]
 28   275 ms   274 ms   274 ms  a.heinous.crime [162.252.205.140]
 29   280 ms   280 ms   280 ms  a.show.of.force [162.252.205.141]
 30   292 ms   293 ms   292 ms  a.murder.would.be.nice.of.course [162.252.205.142]
 31   293 ms   290 ms   290 ms  bad.horse [162.252.205.143]
 32   301 ms   302 ms   302 ms  bad.horse [162.252.205.144]
 33   297 ms   296 ms   297 ms  bad.horse [162.252.205.145]
 34   308 ms   307 ms   307 ms  he-s.bad [162.252.205.146]
 35   309 ms   309 ms   308 ms  the.evil.league.of.evil [162.252.205.147]
 36   314 ms   314 ms   313 ms  is.watching.so.beware [162.252.205.148]
 37   322 ms   323 ms   322 ms  the.grade.that.you.receive [162.252.205.149]
 38   327 ms   326 ms   326 ms  will.be.your.last.we.swear [162.252.205.150]
 39   327 ms   329 ms   330 ms  so.make.the.bad.horse.gleeful [162.252.205.151]
 40   331 ms   331 ms   331 ms  or.he-ll.make.you.his.mare [162.252.205.152]
 41   339 ms   339 ms   339 ms  o_o [162.252.205.153]
 42   345 ms   346 ms   346 ms  you-re.saddled.up [162.252.205.154]
 43   348 ms   348 ms   348 ms  there-s.no.recourse [162.252.205.155]
 44   351 ms   350 ms   350 ms  it-s.hi-ho.silver [162.252.205.156]
 45   363 ms   363 ms   361 ms  signed.bad.horse [162.252.205.157]

跟踪完成。
PS C:\Users\l3zc>

这是这首民谣的原曲:

某位仁兄甚至用这个做了一份他的简历:

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# 如何实现?

看起来很美好,但是这如何实现?

我们可以轻松的更改 Reverse DNS 的设置。最大的问题是,如何让数据包按照我们希望的路线穿行。

在物理上将节点按顺序连接显然不现实,现在能被想到的有两种办法:要么在单个节点上将很多虚拟的接口按顺序分配 IP 并串联起来并将他们用作「节点」,要么在用户网络层上做手脚,生成假的「超限」消息,凭空生成一条不存在的路由线路。

https://github.com/benjojo/traceroute-haiku

这个仓库是 benjojo 进行实验的项目,利用了第二种方法,用GO语言写一个TUN/TAP,接管所有的网络流量,并生成假的「超限」消息。

# 自己动手

我们来写一个程序,彻底理解这个项目。

我之前没有使用过 Go 语言。已知的 Go 项目里我最熟悉的是 Clash 的 Mac 版本。Clash 有强大的分流功能,以及为了兼容性,编写了一套 TUN 模式。用来作为切入点学习非常合适。

# 参考

https://blog.benjojo.co.uk/post/traceroute-haikus

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