网络故障排除之Traceroute命令详解

概要

遇到网络故障的时候，你一般会最先使用哪条命令进行排障？

除了Ping，还有Traceroute、Show、Telnet又或是Clear、Debug等等。

今天安排的，是Traceroute排障命令详解，给你分享3个经典排障案例哈。

一. Traceroute原理和功能

Traceroute是为了探测源节点到目的节点之间数据报文所经过的路径。

利用IP报文的TTL域在每经过一个路由器的转发后减一，当TTL=0时则向源节点报告TTL超时这个的特性。

Traceroute首先发送一个TTL为1的Icmp request报文，因此第一跳发送回一个ICMP错误消息以指明此数据报不能被发送（因为TTL超时）。

之后Traceroute再发送一个TTL为2的报文，同样第二跳返回TTL超时，这个过程不断进行，直到到达目的地。

此时，由于数据报中使用了无效的端口号（缺省为33434），目的主机会返回一个ICMP的目的地不可达消息，表明该Traceroute操作结束。

Traceroute记录下每一个ICMP TTL超时消息的源地址，从而提供给用户报文到达目的地所经过的网关IP地址。

Traceroute 命令用于测试数据报文从发送主机到目的地所经过的网关。

主要用于检查网络连接是否可达，以及分析网络什么地方发生了故障。

二. 不同平台的Traceroute命令

** 1. ****RGNOS平台的Traceroute命令 **

举个例子，在锐捷RG系列路由器上，Traceroute命令的格式如下：

Traceroute host 『destination』

例如：查看到目的主机10.15.50.1 中间所经过的网关。

RG# traceroute 10.15.50.1
 Type esc/CTRL^c/CTRL^z/q to abort.
traceroute 192.168.0.1 ...... 
1 10.110.40.1            1 4 ms  5 ms  5 ms
 2 10.110.0.64            10 ms  5 ms  5 ms
 3 10.110.7.254          10 ms  5 ms  5 ms
 4 10.3.0.177              175 ms  160 ms  145 ms
 5 129.9.181.254        185 ms  210 ms  260 ms
 6 10.15.50.1              230 ms  185 ms  220 ms
Trace complete successfully.

**2. Windows平台的Tracert 命令 **

在PC机上或Windwos为平台的服务器上，Tracert命令的格式如下：

tracert [ -d ] [ -h maximum_hops ] [ -j host-list ] [ -w timeout ] host

-d ：不解析主机名。

-h：指定最大TTL大小。

-j：设定松散源地址路由列表。

-w：用于设置UDP报文的超时时间，单位毫秒；例如：查看到目的主机10.15.50.1 中间所经过的前两个网关。

:\>tracert -h 2 10.15.50.1
Tracing route to 10.15.50.1 over a maximum of 2 hops:
  1     3 ms     2 ms     2 ms  10.110.40.1
  2     5 ms     3 ms     2 ms  10.110.0.64
Trace complete.

三. 使用Traceroute命令进行故障排除

**排障案例① ****使用Traceroute命令定位不当的网络配置点 **

1、现象描述：

组网情况如下图所示：

某校园网中，RouterB和RouterC同属于一个运行RIPv2路由协议的网络，主机4.0.0.2访问数据库服务器5.0.0.2，用户抱怨访问性能差。

2、相关信息：

在主机上ping 5.0.0.2显示如下：

C:\Documents and Settings\c>ping -n 10 -l 1000 5.0.0.2

Pinging 5.0.0.2 with 1000 bytes of data:
Reply from 5.0.0.2: bytes=1000 time=552ms TTL=250
Reply from 5.0.0.2: bytes=1000 time=5735ms TTL=250
Reply from 5.0.0.2: bytes=1000 time=551ms TTL=250
Reply from 5.0.0.2: bytes=1000 time=5734ms TTL=250
Reply from 5.0.0.2: bytes=1000 time=549ms TTL=250
Reply from 5.0.0.2: bytes=1000 time=5634ms TTL=250
Reply from 5.0.0.2: bytes=1000 time=555ms TTL=250
Reply from 5.0.0.2: bytes=1000 time=5738ms TTL=250
Reply from 5.0.0.2: bytes=1000 time=455ms TTL=250
Reply from 5.0.0.2: bytes=1000 time=5811ms TTL=250

3、原因分析：

上面的Ping显示出一个规律，奇数报文的返回时长短，而偶数报文返回时长很长（是奇数报文的10倍多）。

可以初步判断奇数报文和偶数报文是通过不同的路径传输的。

现在我们需要使用Traceroute命令来追踪这不同的路径。在RouterC上，Traceroute远端RouterA的以太网接口5.0.0.1。

RouterC(config)#traceroute
Target IP address or host: 5.0.0.1
Maximum number of hops to search for target [30]:10
Repeat count for each echo[3]:8
Wait timeout milliseconds for each reply [2000]:

Type esc/CTRL^c/CTRL^z/q to abort.
traceroute 5.0.0.1 ......
1    6 ms  4 ms  4 ms  4 ms  4 ms  4 ms  4 ms  4 ms   4.0.0.1
  。。。。。。（中间省略）
5  20 ms  16 ms  15 ms  16 ms  16 ms  16 ms  16 ms  16 ms  3.0.0.2
6  30 ms  278 ms  25 ms  279 ms  25 ms  278 ms  25 ms  277 ms  5.0.0.1
RouterC(config)#

从上面的显示可看到，直至3.0.0.2，UDP探测报文的返回时长都基本一。

而到5.0.0.1时，则发生明显变化，呈现奇数报文时长短，偶数报文时长长的现象。

于是判断，问题发生在RouterB和RouterA之间。

通过询问该段网络的管理员，得知这两路由器间有一主一备两串行链路，主链路为2.048Mbps（s0口之间），备份链路为128Kbps（s1口之间）。

网络管理员在此两路由器间配置了静态路由。

RouterB上如下配置：

RouterB（config）# ip route 5.0.0.0 255.0.0.0 1.0.0.2
RouterB（config）# ip route 5.0.0.0 255.0.0.0 2.0.0.2

RouterA上如下配置：

outerA（config）# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 1.0.0.1
RouterA（config）# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 2.0.0.1

于是问题就清楚了。

例如RouterB，由于管理员配置时没有给出静态路由的优先级，这两条路由项的管理距离就同为缺省值1。

然后就同时出现在路由表中，实现的是负载分担，而不能达到主备的目的。

4、处理过程：

可以有两种处理方法。

一个是，继续使用静态路由，进行配置更改 RouterB上进行如下更改：

RouterB（config）# ip route 5.0.0.0 255.0.0.0 1.0.0.2 （主链路仍使用缺省1）

RouterB（config）# ip route 5.0.0.0 255.0.0.0 2.0.0.2 100（备份链路的降低至100）

RouterA上进行如下更改：

RouterA（config）# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 1.0.0.1
RouterA（config）# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 2.0.0.1 100

这样，只有当主链路发生故障，备份链路的路由项才会出线在路由表中，从而接替主链路完成报文转发，实现主备目的。

第二个是，在两路由器上运行动态路由协议，如OSPF，但不要运行RIP协议（因为RIP协议是仅以hop作为Metric的）。

5、建议和总结：

本案例的目的不是为了解释网络配置问题，而是用来展示Ping命令和Traceroute命令的相互配合来找到网络问题的发生点。

尤其在一个大的组网环境中，维护人员可能无法沿着路径逐机排查，此时，能够迅速定位出发生问题的线路或路由器就非常重要了。

** 排障案例② ****使用Traceroute命令发现路由环路 **

1、现象描述：

组网情况如下图所示：

三台路由器均配置静态路由，完成后，登录到RouterA上Ping主机4.0.0.2，发现不通。

2、相关信息：

RouterA# ping  4.0.0.2Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 4.0.0.2,
timeout is 2000 milliseconds.
.....

Success rate is 0 percent (0/5)
RouterA# traceroute 4.0.0.2
 Type esc/CTRL^c/CTRL^z/q to abort.
traceroute 4.0.0.2 ......
1  6 ms  4 ms  4 ms   1.0.0.1（RouterB）
 2  8 ms  8 ms  8 ms   1.0.0.2（RouterA）
 3  12 ms  12 ms  12 ms 1.0.0.1（RouterB）
 4  16 ms  16 ms  16 ms 1.0.0.2（RouterA）
 。。。。。。

3、原因分析：

从上面的Traceroute命令的显示可以立即发现，在RouterA和RouterB间产生了路由环路。

由于是配置的是静态路由，基本可以断定是RouterA或RouterB的静态路由配置错误。

检查RouterA的路由表，配置的是缺省静态路由：ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 1.0.0.1，没有问题。

检查RouterB的路由表，配置到4.0.0.0网络的静态路由为：ip route 4.0.0.0 255.0.0.0 1.0.0.2――下一跳配置的是1.0.0.2，而不是3.0.0.1。这正是错误所在。

4、处理过程：

修改RouterB的配置如下：

RouterB（config）# no ip route 4.0.0.0 255.0.0.0 1.0.0.2
RouterB（config）# ip route 4.0.0.0 255.0.0.0 3.0.0.1

故障排除。

5、建议和总结：

Traceroute命令能够很容易发现路由环路等潜在问题。

当路由器A认为路由器B知道到达目的地的路径，而路由器B也认为路由器A知道目的地时，就是路由环路发生了。

使用Ping命令只能知道接收端出现超时错误，而Traceroute能够立即发现环路所在――如果Traceroute命令两次或者多次显示同样的接口。

当通过Traceroute发现路由环路后，如果配置为：

• 静态路由：几乎可以肯定是手工配置有问题，如本案例所示。
• OSPF协议：可能是地址聚合产生的问题。
• 多路由协议：可能是路由引入产生的问题。

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