Почему перед первым эхо запросом с помощью команды ping пк отправляет широковещательную рассылку arp

Задание 7.1.6

Часть 1. Изучаем поля заголовков в кадре Ethernet II

Шаг 1. Смотрим длины и описания полей заголовков Ethernet II. (Рис. 1)

Рис. 1. Поля заголовка Ethernet 2

Шаг 2. Изучаем конфигурацию сети ПК.

Шаг 3. Изучаем кадры Ethernet в данных, перехваченных программой Wireshark.

Показанный ниже результат перехвата данных в программе Wireshark отображает пакеты, которые были созданы с помощью команды ping, отправленной с хоста ПК на шлюз по умолчанию. В программе Wireshark включен фильтр для просмотра только ARP- и ICMP-протоколов. ARP – Протокол разрешения адресов (ARP) ARP — это протокол связи, используемый для определения MAC-адреса, связанного с IP-адресом. Сеанс начинается с ARP-запроса МАС-адреса маршрутизатора шлюза, за которым следуют четыре эхозапроса и ответа.

На этом скриншоте показаны сведения о кадре для запроса ARP. (Рис. 2)

Рис. 2. Сведения запроса ARP

На этом скриншоте показаны сведения о кадре ответа ARP. (Рис. 3)

Рис. 3. Ответ ARP

Шаг 4. Изучаем содержание заголовков Ethernet II в ARP-запросе.

В приведенной ниже рисунке выбран первый кадр из данных, перехваченных программой Wireshark, и отображаются данные в полях заголовков Ethernet II. (Рис. 4)

Рис. 4. Содержание заголовков Ethernet II в ARP-запросе

Какова особенность содержания поля адреса назначения? — Все хосты в локальной сети получат эту широковещательную рассылку. Хост с IP-адресом 192.168.1.1 (шлюз по умолчанию) отправит одноадресный ответ источнику (хосту ПК). Этот ответ содержит MAC-адрес сетевой карты шлюза по умолчанию.

Почему перед первым эхо-запросом ПК отправляет широковещательную рассылку ARP? — ПК не может отправить запрос проверки связи на хост, пока не определит MAC-адрес назначения, чтобы он мог создать заголовок кадра для этого запроса проверки связи. Широковещательная рассылка ARP используется для запроса MAC-адреса хоста с IP-адресом, содержащимся в ARP.

Назовите MAC-адрес источника в первом кадре. — f0:1f:af:50:fd:c8

Назовите идентификатор производителя (OUI) сетевой платы источника в ответе ARP? — Netgear

Какая часть МАС-адреса соответствует OUI? — Первые 3 части MAC-адреса указывают OUI.

Назовите серийный номер сетевой интерфейсной платы (NIC) источника. – 99:с5:72

Часть 2. Перехват и анализ кадров Ethernet с помощью программы Wireshark

Шаг 1. Определяем IP-адрес шлюза по умолчанию на своем ПК.

Открываем окно командной строки и вводим ipconfig.

Назовите IP-адрес шлюза ПК по умолчанию. – 192.168.64.1

Шаг 2. Начинаем захват трафика на сетевой интерфейсной плате своего ПК.

a. Открываем программу Wireshark и начинаем захват данных.

b. Наблюдаем за трафиком в окне списка пакетов.

Шаг 3. С помощью фильтров программы Wireshark отображаем на экране только трафик ICMP.

Чтобы скрыть ненужный трафик, устанавливаем соответствующий фильтр Wireshark. (Рис. 5)

Рис. 5. Послали эхо-запрос и поставили нужный фильтр

Шаг 4. Из окна командной строки отправляем эхо-запрос на шлюз ПК по умолчанию.

Шаг 5. Останавливаем захват трафика на сетевой плате.

Шаг 6. Изучаем первый эхозапрос в программе Wireshark.

a. На панели списка пакетов (верхний раздел) выбираем первый указанный кадр. В столбце Info (Информация) появляется значение Echo (ping) request (Эхо-запрос с помощью команды ping). Теперь линия выделена.

b. Изучаем первую строку на панели сведений о пакете в средней части экрана. В этой строке показана длина кадра.

c. Вторая строка на панели сведений о пакете показывает, что это кадр Ethernet II. Также отображаются MAC-адреса источника и назначения. (Рис. 6)

Рис. 6. Отображаем MAC-адрес

Назовите отображающийся тип кадра. – IPv4(0x0800)

e. Последние две строки среднего раздела содержат информацию о поле данных кадра.

Назовите IP-адрес источника. – 192.168.73.254

Назовите IP-адрес назначения. – 192.168.64.1

f. Для того, чтобы выделить эту часть кадра (в шестнадцатеричной системе и в кодировке ASCII) на панели Packet Bytes (Последовательность байтов пакета) (нижний раздел), щелкаем по любой строке в среднем разделе. Щелкаем по строке Internet Control Message Protocol (Протокол ICMP) в среднем разделе и смотрим, что будет выделено на панели Packet Bytes (Последовательность байтов пакета). (Рис. 7)

Рис. 7. Последовательность байтов пакета

Какое слово образуют последние два выделенных октета? — hi

g. Нажмите следующий кадр в верхнем разделе и изучите кадр эхоответа. Обратите внимание на то, что МАС-адреса источника и назначения поменялись местами, поскольку маршрутизатор, который служит шлюзом по умолчанию, отправил этот кадр в ответ на первый эхозапрос.

Какое устройство и MAC-адрес отображаются в качестве адреса назначения? – 192.168.73.254

Шаг 7. Захват пакетов для удаленного узла.

a. Нажмите пиктограмму Start Capture (Начать перехват), чтобы начать новый перехват данных в программе Wireshark. Откроется всплывающее окно с предложением сохранить предыдущие перехваченные пакеты в файл перед началом нового перехвата. Нажмите Continue without Saving (Продолжить без сохранения).

Откройте окно командной строки Windows.

b. Через окно командной строки отправьте эхо-запрос на веб-сайт www.cisco.com.

Закройте окно командной строки Windows.

c. Остановите захват пакетов.

d. Изучите новые данные на панели списка пакетов в программе Wireshark. (Рис. 8, 9)

Рис. 8. Эхо-запрос вебсайту

Рис. 9. Панель сведений о пакете

Назовите IP-адреса источника и назначения в первом кадре эхозапроса.

Назовите MAC-адреса источника и назначения в поле данных кадра.

Почему IP-адрес назначения изменился, а MAC-адрес назначения остался прежним? — Кадры уровня 2 никогда не покидают локальную сеть. При отправке эхо-запроса на удаленный хост источник будет использовать MAC-адрес шлюза по умолчанию для назначения кадра. Шлюз по умолчанию получает пакет, удаляет информацию кадра уровня 2 из пакета, а затем создает новый заголовок кадра с MAC-адресом следующего перехода. Этот процесс продолжается от маршрутизатора к маршрутизатору, пока пакет не достигнет своего IP-адреса назначения.

Вопрос для повторения

Что содержит преамбула? — Поле преамбулы содержит семь октетов чередующихся последовательностей 1010 и один октет, сигнализирующий о начале кадра, 10101011.

Что такое ARP?

Протокол разрешения адресов обычно используется для определения MAC-адреса. ARP — это протокол канального уровня, но он используется, когда IPv4 используется через Ethernet.

Зачем нужен ARP?

Давайте разберемся на простом примере.

У нас есть один компьютер [ПК1] с IP-адресом 192.168.1.6, и мы хотим отправить эхо-запрос на другой компьютер [ПК2] с IP-адресом 192.168.1.1. Теперь у нас есть MAC-адрес ПК1, но мы не знаем MAC-адрес ПК2, и без MAC-адреса мы не можем отправить ни один пакет.

Теперь посмотрим пошагово.

Примечание: Открыть команду в административном режиме.

Шаг 1: Проверить существующий ARP на ПК1. Выполнять arp -a в командной строке, чтобы увидеть существующую запись ARP.

Шаг 2: Удалить запись ARP. Выполнять arp -d команда в командной строке. А затем выполнить arp -a чтобы убедиться, что записи ARP были удалены.

Шаг 3: Откройте Wireshark и запустите его на ПК1.

Шаг 2: Выполните команду ниже на ПК1.

Шаг 3: Теперь пинг должен быть успешным.

Шаг 4: Остановить Wireshark.

Теперь проверим, что происходит в фоновом режиме, когда мы удаляем запись arp и пингуем на новый IP-адрес.

Собственно, когда мы пингуем 192.168.1.1, перед отправкой пакета запроса ICMP произошел обмен пакетами ARP Request и ARP response. Итак, ПК1 получил MAC-адрес ПК2 и смог отправить ICMP-пакет.

Для получения дополнительной информации о ICMP см. Здесь

Анализ на Wireshark:

Типы ARP-пакетов:

1. Запрос ARP.
2. ARP-ответ.

Есть два других типа запроса RARP и ответа RARP, но они используются в определенных случаях.

Вернемся к нашему эксперименту.

Мы сделали пинг до 192.168.1.1 поэтому перед отправкой запроса ICMP ПК1 должен отправить широковещательную Запрос ARP и ПК2 должен отправлять одноадресную рассылку Ответ ARP.

Вот важные поля для запроса ARP.

Итак, мы понимаем, что основная цель ARP-запроса — получить MAC-адрес ПК2.

Теперь посмотрим ответ ARP в Wireshark.

Ответ ARP отправляется ПК2 после получения запроса ARP.

Вот важные поля ответа ARP.

Из этого ответа ARP мы видим, что ПК1 получил MAC-адрес ПК2 и обновил таблицу ARP.

Теперь ping должен быть успешным, поскольку ARP был разрешен.

Вот пакеты ping

Другие важные пакеты ARP:

RARP: Его противоположность нормальному ARP, который мы обсуждали. Это означает, что у вас есть MAC-адрес ПК2, но нет IP-адреса ПК2. В некоторых конкретных случаях требуется RARP.

Бесплатный ARP: Когда система получает IP-адрес после этого, система может бесплатно отправить ARP, информируя сеть о том, что у меня есть этот IP-адрес. Это сделано во избежание конфликта IP-адресов в одной сети.

Прокси-ARP: Из названия мы можем понять, что когда одно устройство отправляет запрос ARP и получает ответ ARP, но не формирует фактическое устройство. Это означает, что кто-то отправляет ответ ARP о поведении исходного устройства. Это реализовано в целях безопасности.

Резюме:

Пакеты ARP обмениваются в фоновом режиме всякий раз, когда мы пытаемся получить доступ к новому IP-адресу

Игры
Игры
Игры

Свежие статьи об операционных системах. Множество интересных гайдов и полезных советов. Почувствуйте себя своим в мире современных технологий

ARP: Нюансы работы оборудования Cisco и интересные случаи. Часть 1

Привет habr! Каждый будущий инженер в процессе изучения сетевых технологий знакомится с протоколом ARP (Address Resolution Protocol, далее ARP). Основная задача протокола – получить L2 адрес устройства при известном L3 адресе устройства. На заре профессиональной карьеры начинающий специалист, как мне кажется, редко сталкивается с ситуациями, когда нужно вспомнить про существование ARP. Создаётся впечатление, что ARP – это некоторый автономный сервис, не требующий никакого вмешательства в свою работу, и при появлении каких-либо проблем со связью многие по неопытности могут забыть проверить работу ARP.

Я помню свой порядок мыслей, когда я начинал работать сетевым инженером: «Так, интерфейс поднялся, ошибок по физике вроде как не видно. Маршрут, куда слать пакеты, я прописал. Списков доступа никаких нет. Так почему же не идёт трафик? Что маршрутизатору ещё не хватает?» Рано или поздно каждый сетевой инженер столкнётся с проблемой, причина которой будет лежать именно в особенностях работы/настройки ARP на сетевом оборудовании. Простейший пример: смена шлюза на границе сети (например, вместо сервера MS TMG устанавливаем маршрутизатор). При этом конфигурация маршрутизатора была проверена заранее в лабораторных условиях. А тут, при подключении к провайдеру никакая связь не работает. Возвращаем MS TMG — всё работает. Куда смотреть после проверки канального и физического уровня? Наиболее вероятный ответ – проверить работу ARP.

В данной заметке я не буду подробно описывать принципы работы ARP и протоколов этого семейства (RARP, InARP, UnARP и т.д.). На эту тему уже существует уйма статей в Интернете (например, здесь не плохо описаны разновидности ARP). Единственный теоретический момент, на котором я заострю чуть больше внимания, – механизм Gratuitous ARP (GARP).

Статья будет состоять из двух частей. В первой части будет немного теории и особенности работы ARP на маршрутизаторах Cisco, связанные с правилами NAT и с функцией Proxy ARP. Во второй части опишу отличия в работе ARP между маршрутизаторами Cisco и межсетевыми экранами Cisco ASA, а также поделюсь несколькими интересными случаями из практики, связанными с работой ARP.

Чуть-чуть теории

Ниже представлен пример обмена ARP-запросом/ARP-ответом в программе-сниффере Wireshark:

ARP-запрос отправляется на широковещательный MAC-адрес ff:ff:ff:ff:ff:ff. В теле ARP-запроса поле с неизвестным значением Target MAC Address заполняется нулями.

ARP-ответ отправляется на MAC-адрес получателя, отправившего ARP-запрос. В поле Sender MAC Address указывается запрашиваемый MAC-адрес устройства.

Поле opcode в заголовке ARP может принимает значение 1 для ARP-запроса и значение 2 для ARP-ответа.

Чтобы два устройства могли начать передавать трафика между собой, в их ARP-таблицах должна существовать соответствующая запись о соседнем устройстве. Логично предположить, чтобы ARP-запись появилась в таблицах, для каждого устройства должна отработать процедура ARP-запрос/ARP-ответ. То есть перед передачей трафика в сети должны пройти по два ARP-запроса и два ARP-ответа (ARP-запрос/ARP-ответ для первого компьютера и ARP-запрос/ARP-ответ для второго компьютера). Однако, данное предположение верно не для всех случаев. Сетевое оборудование Cisco добавляет новую запись в ARP-таблицу сразу по приходу ARP-запроса от удалённого устройства.

Рассмотрим пример. В широковещательный домен добавляется новое устройство с адресом 198.18.0.200. Запустим пинг с нового устройства и посмотрим debug arp на маршрутизаторе Cisco:

Как видно, сразу по пришествии ARP-запроса от неизвестного IP-адреса (rcvd req src 198.18.0.200), маршрутизатор создаёт соответствующую запись в своей ARP-таблице (creating entry for IP address: 198.18.0.200, hw: 64e9.50c8.d6cd).

Для текущей статьи я не проводил подробного исследования по вопросу, какое именно сетевое оборудование добавляет ARP-запись по пришествии ARP-запроса. Однако, предполагаю, описанное поведение присуще не только сетевому оборудованию Cisco, но и сетевому оборудованию других производителей, так как данный механизм позволяет существенно сократить ARP-трафик в сети.

Описанное поведение присуще сетевому оборудованию. Конечное оборудование в большинстве случаев, получает запись в ARP-таблицу только после полноценной процедуры ARP-запрос/ARP-ответ. Для примера, я проверил процедуру на компьютере с операционной системой Windows 7. Ниже представлен дамп ARP-пакетов. В данном примере был очищен arp-cache на маршрутизаторе Cisco и на Windows-компьютере. После этого был запущен пинг от маршрутизатора к компьютеру.

Из представленного дапма видно, что сперва маршрутизатор отправляет ARP-запрос и получает ARP-ответ. Но ARP-запрос от маршрутизатора не приводит к появлению требуемой записи в ARP-таблице Windows-компьютера, поэтому, в свою очередь, компьютер отправляет ARP-запрос и получает ARP-ответ от маршрутизатора.

Gratuitous ARP

Механизм Gratuitous ARP используется для оповещения устройств в рамках широковещательного домена о появлении новой привязки IP-адреса и MAC-адреса. Когда сетевой интерфейс устройства получает настройки IP (вручную или по DHCP), устройство отправляет Gratuitous ARP сообщение, чтобы уведомить соседей о своём присутствии. Gratuitous ARP сообщение представляет собой особый вид ARP-ответа. Поле opcode принимает значение 2 (ARP-ответ). MAC-адрес получается как в заголовке Ethernet, так и в теле ARP-ответа является широковещательным (ff:ff:ff:ff:ff:ff). Поле Target IP Address в теле ARP-ответа совпадает с полем Sender IP Address.

Механизм Gratuitous ARP используется для многих целей. Например, с помощью Gratuitous ARP можно уведомить о смене MAC-адреса или обнаружить конфликты IP-адресов. Другой пример — использование протоколов резервирования первого перехода (First Hop Redundancy Protocols), например, HSRP у Cisco. Напомню, HSRP позволяет иметь виртуальный IP-адрес, разделённый между двумя или более сетевыми устройствами. В нормальном режиме работы обслуживание виртуального IP-адреса (ответы на ARP-запросы и т.д.) обеспечивает основное устройство. При отказе основного устройства обслуживание виртуального IP-адреса переходит ко второму устройству. Чтобы уведомить о смене MAC-адреса ответственного устройства, как раз отправляется Gratuitous ARP-сообщения.

В примере ниже представлено Gratuitous ARP сообщение при включении сетевого интерфейса маршрутизатора с настроенным IP-адресов 198.18.0.1.

Если на маршрутизаторе настроен secondary IP-адрес, при переходе интерфейса в состояние UP будут отправлены Gratuitous ARP уведомления для каждого IP-адреса интерфейса. В примере ниже представлены Gratuitous ARP сообщения, отправляемые при включении интерфейса маршрутизатора с основным IP-адресом 198.18.0.1 и secondary IP-адресом 198.18.2.1.

Безусловно, маршрутизатор будет отвечать на ARP-запросы как для основного, так и для secondary IP-адреса.

Логично предположить, что как только устройство получает Gratuitous ARP, сразу добавляется новая запись в ARP-таблицу. Однако это не так. Если в таблице устройства отсутствовала ARP-запись, связанная с IP-адресом из Gratuitous ARP сообщения, новая запись добавлена не будет. При необходимости отправить трафик будет сформирован ARP-запрос и получен ARP-ответ. Только после этой процедуры новая запись добавится в ARP-таблицу.

Пример на маршрутизаторе Cisco. Включим debug arp и подключим в широковещательный домен новое устройство с адресом 198.18.0.200. До подключения нового устройства ARP-таблица маршрутизатора выглядит следующим образом:

Включаем новое устройство с адресом 198.18.0.200. Получаем debug-сообщение о приходе Gratuitous ARP:

Новая запись не появилась. Делаем пинг до нового адреса:

Debug-сообщения показывают, что прошла процедура ARP-запрос/ARP-ответ. Проверяем ARP-таблицу:

Новая запись появилась.

ARP и NAT на маршрутизаторах Cisco

1. Если внутренний глобальный адрес находится в той же IP-подсети, что и адрес интерфейса маршрутизатора, маршрутизатор будет отвечать на ARP-запросы к этому адресу. При этом в собственной arp-таблице маршрутизатора создаётся статическая запись для внутреннего глобального адреса.
2. Если внутренний глобальный адрес находится в IP-подсети, отличной от адреса интерфейса маршрутизатора, маршрутизатор не будет отвечать на ARP-запросы к этому адресу. В собственной arp-таблице статическая запись не создаётся. Чтобы связь с таким IP-адресом заработала, требуется дополнительная настройка. Мы рассмотрим данный случай более подробно далее в статье.

Примечание: для тестов использовался маршрутизатор C4321 с программным обеспечением 15.4(3)S3 и межсетевой экран Cisco ASA5505 c программным обеспечением 9.1(6)6.

Компьютер Wireshark с адресов 198.18.0.250 в нашем случае будет обозначать подключение к внешней сети (например, к Интернет-провайдеру). С помощью сниффера Wireshark будем просматривать обмен сообщениями ARP между маршрутизатором и компьютером.

Настройки интерфейсов маршрутизатора:

Добавим правило динамического NAT, чтобы транслировать адрес компьютера из LAN (192.168.20.5) во внутренний глобальный адрес 198.18.0.5 при обращении к компьютеру во вне (Wireshark). Добавим правило статического PAT для публикации TCP порта 3389 (RDP) компьютера из LAN под глобальным адресом 198.18.0.2.

Посмотрим ARP-таблицу на маршрутизаторе:

Видим, что в ARP-таблице присутствуют статические записи как для внешнего интерфейса маршрутизатора (198.18.0.1), так и для внутренних глобальных адресов из правил динамического и статического NAT.

Сделаем clear arp-cache на маршрутизаторе и посмотрим в Wireshark, какие Gratuitous ARP уведомления будут отправлены с внешнего интерфейса:

Как видно, маршрутизатор уведомил о готовности обслуживать адрес интерфейса, адрес из правила динамического NAT и адрес из правила статического NAT.

А теперь представим ситуацию, когда провайдер расширяет пул публичных адресов, выданных клиенту, за счёт другой подсети. Предположим, дополнительно к IP-подсети 198.18.0.0/24 на внешнем интерфейсе маршрутизатора мы получаем от провайдера новый пул 198.18.99.0/24 и хотим публиковать наши внутренние сервисы под новыми IP-адресами. Для наглядности приведу схему с провайдером:

Добавим правило статического PAT для публикации TCP порта 3389 (RDP) компьютера из LAN под новым глобальным адресом 198.18.99.2:

Если снова посмотреть ARP-таблицу маршрутизатора командой show arp, увидим, что статическая запись для IP-адреса 198.18.99.2 не добавилась.

Чтобы иметь возможность отправлять ARP-запросы в новую сеть 198.18.99.0/24 с компьютера Wireshark, расширим маску его сетевых настроек до 255.255.0.0 (/16). Напомню, для нашего примера компьютер Wireshark выступает в роли маршрутизатора Интернет-провайдера.

После ввода clear arp-cache сниффер по-прежнему показывает Gratuitous ARP только для трёх IP-адресов: 198.18.0.1, 198.18.0.2, 198.18.0.5. Для нового адреса 198.18.99.2 Gratuitous ARP не срабатывает. Попробуем открыть tcp-порт 3389 адреса 198.18.99.2 и одновременно посмотреть сниффер:

Неуспех. Проверим ARP-таблицу:

1. Попросить провайдера прописать статические ARP-записи для каждого IP-адреса из нового диапазона. Это не очень удобно, если выдаётся широкий диапазон как в нашем примере.
2. Попросить провайдера прописать статический маршрут. Часто, чтобы выдать дополнительный диапазон белых IP-адресов, провайдер прописывает на интерфейсе своего оборудования secondary IP-адрес. Вместо этого мы можем попросить провайдера прописать статический маршрут к новой IP-подсети через IP-адрес внешнего интерфейса маршрутизатора. В этом случае оборудование провайдера будет знать, что новая подсеть доступна через IP-адрес интерфейса маршрутизатора, а маршрутизатор, в свою очередь, будет отвечать на ARP-запросы, отправленные к собственному интерфейсу.
3. Прописать secondary IP-адрес из нового диапазона на внешнем интерфейсе маршрутизатора. В этом случае любой IP-адрес нового диапазона будет принадлежать той же подсети, что и IP-адрес (пусть и secondary) интерфейса маршрутизатора. Маршрутизатор автоматически добавит статические записи в свою ARP-таблицу, будет слать Gratuitous ARP и отвечать на ARP-запросы.
4. Использовать механизм Proxy Arp на маршрутизаторе. На этом варианте остановимся чуть более подробно.

1. Целевой IP-адрес ARP-запроса находится в IP-подсети, отличной от IP-подсети, в которой ARP-запрос получен;
2. Маршрутизатор имеет один или несколько маршрутов к целевому IP-адресу ARP-запроса;
3. Маршруты к целевому IP-адресу ARP-запроса указывают на исходящий интерфейс, отличный от интерфейса, на который ARP-запрос был получен.

Настройка Proxy ARP на интерфейсе маршрутизатора:

Отключить Proxy ARP на всех интерфейсах маршрутизатора можно глобально:

Данная настройка имеет приоритет над настройками Proxy ARP, применёнными на интерфейсах.
Помимо команды ip proxy arp в настройках интерфейса существует команда ip local-proxy-arp. Данная команда работает только когда ip proxy arp включён на интерфейсе и позволяет маршрутизатору отвечать на ARP-запросы, даже если целевой IP-адрес находится в той же IP-подсети, откуда ARP-запрос поступил. Пример настройки:

Данная настройка может пригодится, если мы хотим, чтобы трафик в рамках одного широковещательного домена шёл через интерфейс нашего маршрутизатора. Данную задачу можно реализовать с использованием Protected port (PVLAN edge) настроек на L2-коммутаторе (switchport protected).

Включение Proxy ARP на внешнем интерфейсе маршрутизаторе позволит решить проблему с новым пулом адресов, выданных провайдером. Попробуем открыть tcp-порт 3389 адреса 198.18.99.2 после включения Proxy ARP на интерфейсе маршрутизатора и одновременно посмотреть сниффер:

Успех. Маршрутизатор отвечает на ARP-запрос и порт открывается. Таким образом, функциональность Proxy ARP также можно использовать при необходимости трансляции адресов в новый пул.

Общие сведения о командах Ping и Traceroute

В этой статье рассматривается использование команд ping и traceroute. Приведенный в данном документе более подробный обзор результатов выполнения этих команд, был получен с помощью некоторых команд debug.

Базовые сведения

В данном документе используется простая конфигурация, представленная ниже и используемая в качестве примера

Команда ping

• Является ли удаленный хост активным или неактивным;
• Задержки приема-передачи при взаимодействии с хостом;
• Потери пакетов.

• эхо-запрос достигает места назначения;
• опрашиваемое устройство может отправить эхо-ответ обратно источнику в рамках заданного времени, называемого временем ожидания (тайм-аутом). Значение тайм-аута по умолчанию для маршрутизаторов Cisco равно двум секундам.

Router1#debug ip packet detail
IP packet debugging is on (detailed)

Router1#ping 12.0.0.2
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 12.0.0.2, timeout is 2 seconds:
.
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 4/6/8 ms

Router1#
Jan 20 15:54:47.487: IP: s=12.0.0.1 (local), d=12.0.0.2 (Serial0), len 100,
sending
Jan 20 15:54:47.491: ICMP type=8, code=0

!— Это ICMP пакет, отправленный из 12.0.0.1 в 12.0.0.2.
!— ICMP тип=8 соответствует эхо-сообщению.

Jan 20 15:54:47.523: IP: s=12.0.0.2 (Serial0), d=12.0.0.1 (Serial0), len 100,
rcvd 3
Jan 20 15:54:47.527: ICMP type=0, code=0

!— Это ответ, полученный от 12.0.0.2.
!— ICMP тип=0 соответствует эхо-ответу.
!— По умолчанию число повторов равно 5, поэтому будет пять
!— эхо-запросов и пять эхо-ответов.

В приведенной ниже таблице перечислены возможные значения типа ICMP-протокола.

В нижеприведенной таблице содержатся сведения о символах, которые могут содержаться в результатах выполнения команды ping:

Причины неудачного выполнения команды ping

Если не удается успешно выполнить команду ping, то причиной этому могут быть:

Проблема маршрутизации

Далее приведен пример неудачного выполнения команды ping, определения проблемы и мер, необходимых для ее устранения.

Данный сценарий объясняется с помощью схемы топологии сети, приведенной ниже:

Router1#
!
!
interface Serial0
ip address 12.0.0.1 255.255.255.0
no fair-queue
clockrate 64000
!
!

Router2#
!
!
interface Serial0
ip address 23.0.0.2 255.255.255.0
no fair-queue
clockrate 64000
!
interface Serial1
ip address 12.0.0.2 255.255.255.0
!
!

Router3#
!
!
interface Serial0
ip address 34.0.0.3 255.255.255.0
no fair-queue
!
interface Serial1
ip address 23.0.0.3 255.255.255.0
!
!

Router4#
!
!
interface Serial0
ip address 34.0.0.4 255.255.255.0
no fair-queue
clockrate 64000
!
!

В приведенном ниже примере производится опрос маршрутизатора 4 с маршрутизатора 1 с помощью команды ping:
Router1#ping 34.0.0.4

Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 34.0.0.4, timeout is 2 seconds:
.
Success rate is 0 percent (0/5)

Давайте внимательнее посмотрим на произошедшее:

Router1#debug ip packet
IP packet debugging is on
Router1#ping 34.0.0.4

Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 34.0.0.4, timeout is 2 seconds:

Jan 20 16:00:25.603: IP: s=12.0.0.1 (local), d=34.0.0.4, len 100, unroutable.
Jan 20 16:00:27.599: IP: s=12.0.0.1 (local), d=34.0.0.4, len 100, unroutable.
Jan 20 16:00:29.599: IP: s=12.0.0.1 (local), d=34.0.0.4, len 100, unroutable.
Jan 20 16:00:31.599: IP: s=12.0.0.1 (local), d=34.0.0.4, len 100, unroutable.
Jan 20 16:00:33.599: IP: s=12.0.0.1 (local), d=34.0.0.4, len 100, unroutable.
Success rate is 0 percent (0/5)

Поскольку протоколы маршрутизации не используются в маршрутизаторе 1, он не знает, куда посылать пакеты и создает сообщение о невозможности маршрутизации.

Добавим маршрутизатору 1 статический маршрут:

Router1#configure terminal
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Router1(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 Serial0

Теперь у нас имеется:

Router1#debug ip packet detail
IP packet debugging is on (detailed)

Router1#ping 34.0.0.4
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 34.0.0.4, timeout is 2 seconds:
U.U.U
Success rate is 0 percent (0/5)

Jan 20 16:05:30.659: IP: s=12.0.0.1 (local), d=34.0.0.4 (Serial0), len 100, sending
Jan 20 16:05:30.663: ICMP type=8, code=0
Jan 20 16:05:30.691: IP: s=12.0.0.2 (Serial0), d=12.0.0.1 (Serial0), len 56, rcvd 3
Jan 20 16:05:30.695: ICMP type=3, code=1
Jan 20 16:05:30.699: IP: s=12.0.0.1 (local), d=34.0.0.4 (Serial0), len 100, sending
Jan 20 16:05:30.703: ICMP type=8, code=0
Jan 20 16:05:32.699: IP: s=12.0.0.1 (local), d=34.0.0.4 (Serial0), len 100, sending
Jan 20 16:05:32.703: ICMP type=8, code=0
Jan 20 16:05:32.731: IP: s=12.0.0.2 (Serial0), d=12.0.0.1 (Serial0), len 56, rcvd 3
Jan 20 16:05:32.735: ICMP type=3, code=1
Jan 20 16:05:32.739: IP: s=12.0.0.1 (local), d=34.0.0.4 (Serial0), len 100, sending
Jan 20 16:05:32.743: ICMP type=8, code=0

Теперь оценим неисправности, возникающие на маршрутизаторе 2:

Router2#debug ip packet detail
IP packet debugging is on (detailed)

Router2#
Jan 20 16:10:41.907: IP: s=12.0.0.1 (Serial1), d=34.0.0.4, len 100, unroutable
Jan 20 16:10:41.911: ICMP type=8, code=0
Jan 20 16:10:41.915: IP: s=12.0.0.2 (local), d=12.0.0.1 (Serial1), len 56, sending
Jan 20 16:10:41.919: ICMP type=3, code=1
Jan 20 16:10:41.947: IP: s=12.0.0.1 (Serial1), d=34.0.0.4, len 100, unroutable
Jan 20 16:10:41.951: ICMP type=8, code=0
Jan 20 16:10:43.943: IP: s=12.0.0.1 (Serial1), d=34.0.0.4, len 100, unroutable
Jan 20 16:10:43.947: ICMP type=8, code=0
Jan 20 16:10:43.951: IP: s=12.0.0.2 (local), d=12.0.0.1 (Serial1), len 56, sending
Jan 20 16:10:43.955: ICMP type=3, code=1
Jan 20 16:10:43.983: IP: s=12.0.0.1 (Serial1), d=34.0.0.4, len 100, unroutable
Jan 20 16:10:43.987: ICMP type=8, code=0
Jan 20 16:10:45.979: IP: s=12.0.0.1 (Serial1), d=34.0.0.4, len 100, unroutable
Jan 20 16:10:45.983: ICMP type=8, code=0
Jan 20 16:10:45.987: IP: s=12.0.0.2 (local), d=12.0.0.1 (Serial1), len 56, sending
Jan 20 16:10:45.991: ICMP type=3, code=1

Маршрутизатор1 правильно отправляет свои пакеты на маршрутизатор 2, но маршрутизатор 2 не знает, как получить доступ к адресу 34.0.0.4. Маршрутизатор 2 отправляет Маршрутизатору 1 сообщение "unreachable ICMP" ("недоступный ICMP-протокол").

Теперь разрешите использование протокола маршрутизации информации (RIP-протокол) на маршрутизаторе 2 и маршрутизаторе 3.

Router2#
router rip
network 12.0.0.0
network 23.0.0.0

Router3#
router rip
network 23.0.0.0
network 34.0.0.0

Router1#debug ip packet
IP packet debugging is on

Router1#ping 34.0.0.4

Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 34.0.0.4, timeout is 2 seconds:

Jan 20 16:16:13.367: IP: s=12.0.0.1 (local), d=34.0.0.4 (Serial0), len 100, sending.
Jan 20 16:16:15.363: IP: s=12.0.0.1 (local), d=34.0.0.4 (Serial0), len 100, sending.
Jan 20 16:16:17.363: IP: s=12.0.0.1 (local), d=34.0.0.4 (Serial0), len 100, sending.
Jan 20 16:16:19.363: IP: s=12.0.0.1 (local), d=34.0.0.4 (Serial0), len 100, sending.
Jan 20 16:16:21.363: IP: s=12.0.0.1 (local), d=34.0.0.4 (Serial0), len 100, sending.
Success rate is 0 percent (0/5)

Это немного улучшает ситуацию. Маршрутизатор 1 отправляет пакеты на маршрутизатор 4, но не получает никакого ответа от него.

Рассмотрим, какие проблемы могли возникнуть на маршрутизаторе 4:

Router4#debug ip packet

IP packet debugging is on

Router4#
Jan 20 16:18:45.903: IP: s=12.0.0.1 (Serial0), d=34.0.0.4 (Serial0), len 100, rcvd 3
Jan 20 16:18:45.911: IP: s=34.0.0.4 (local), d=12.0.0.1, len 100, unroutable
Jan 20 16:18:47.903: IP: s=12.0.0.1 (Serial0), d=34.0.0.4 (Serial0), len 100, rcvd 3
Jan 20 16:18:47.907: IP: s=34.0.0.4 (local), d=12.0.0.1, len 100, unroutable
Jan 20 16:18:49.903: IP: s=12.0.0.1 (Serial0), d=34.0.0.4 (Serial0), len 100, rcvd 3
Jan 20 16:18:49.907: IP: s=34.0.0.4 (local), d=12.0.0.1, len 100, unroutable
Jan 20 16:18:51.903: IP: s=12.0.0.1 (Serial0), d=34.0.0.4 (Serial0), len 100, rcvd 3
Jan 20 16:18:51.907: IP: s=34.0.0.4 (local), d=12.0.0.1, len 100, unroutable
Jan 20 16:18:53.903: IP: s=12.0.0.1 (Serial0), d=34.0.0.4 (Serial0), len 100, rcvd 3
Jan 20 16:18:53.907: IP: s=34.0.0.4 (local), d=12.0.0.1, len 100, unroutable

Маршрутизатор 4 получает ICMP-пакеты и пытается отправить ответ на адрес 12.0.0.1, но так как у него нет маршрута в эту сеть, эта попытка терпит неудачу.

Добавим маршрутизатору 4 статический маршрут:

Router4(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 Serial0

Теперь он работает правильно и обе стороны имеют доступ друг к другу:

Router1#ping 34.0.0.4

Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 34.0.0.4, timeout is 2 seconds: .
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 32/35/36 ms

Недоступность интерфейса

Эта ситуация возникает в случаях, когда интерфейс перестает работать. В приведенном ниже примере производится опрос маршрутизатора 4 с маршрутизатора 1 с помощью команды ping:

Router1#ping 34.0.0.4

Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 34.0.0.4, timeout is 2 seconds: U.U.U
Success rate is 0 percent (0/5)

Поскольку маршрутизация исправна, то устранение неполадок будет выполняться в пошаговом режиме. В начале попытаемся применить команду ping к маршрутизатору 2:

Router1#ping 12.0.0.2

Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 12.0.0.2, timeout is 2 seconds:
.
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 4/4/4 ms

Из приведенных выше данных видно, что источник проблемы находится между маршрутизатором 2 и маршрутизатором 3. Одной из возможных причин может являться то, что последовательный интерфейс на маршрутизаторе 3 был отключен:

Router3#show ip interface brief
Serial0 34.0.0.3 YES manual up up
Serial1 23.0.0.3 YES manual administratively down down

Эта проблема легко устранима:

Router3#configure terminal
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Router3(config)#interface s1
Router3(config-if)#no shutdown
Router3(config-if)#
Jan 20 16:20:53.900: %LINK-3-UPDOWN: Interface Serial1, changed state to up
Jan 20 16:20:53.910: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Serial1, changed state to up

Команда Access-list

В этом сценарии необходимо разрешить только трафику telnet поступать на маршрутизатор 4 через интерфейс Serial0.

Router4(config)# access-list 100 permit tcp any any eq telnet
Router4(config)#interface s0
Router4(config-if)#ip access-group 100 in

Router1#configure terminal
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Router1(config)#access-list 100 permit ip host 12.0.0.1 host 34.0.0.4
Router1(config)#access-list 100 permit ip host 34.0.0.4 host 12.0.0.1
Router1(config)#end
Router1#debug ip packet 100
IP packet debugging is on Router1#debug ip icmp
ICMP packet debugging is on

При попытке проверить доступность маршрутизатора 4 с помощью команды ping будет получен следующий результат:

Router1#ping 34.0.0.4

Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 34.0.0.4, timeout is 2 seconds: U.U.U
Success rate is 0 percent (0/5)

Jan 20 16:34:49.207: IP: s=12.0.0.1 (local), d=34.0.0.4 (Serial0), len 100, sending
Jan 20 16:34:49.287: IP: s=34.0.0.4 (Serial0), d=12.0.0.1 (Serial0), len 56, rcvd 3
Jan 20 16:34:49.291: ICMP: dst (12.0.0.1) administratively prohibited unreachable rcv from 34.0.0.4
Jan 20 16:34:49.295: IP: s=12.0.0.1 (local), d=34.0.0.4 (Serial0), len 100, sending
Jan 20 16:34:51.295: IP: s=12.0.0.1 (local), d=34.0.0.4 (Serial0), len 100, sending
Jan 20 16:34:51.367: IP: s=34.0.0.4 (Serial0), d=12.0.0.1 (Serial0), len 56, rcvd 3
Jan 20 16:34:51.371: ICMP: dst (12.0.0.1) administratively prohibited unreachable rcv from 34.0.0.4
Jan 20 16:34:51.379: IP: s=12.0.0.1 (local), d=34.0.0.4 (Serial0), len 100, sending

В конце команды access-list всегда существует неявное условие "deny all" ("запретить всё"). Это означает, что ICMP-пакеты, поступающие на интерфейс Serial 0 маршрутизатора 4, отклоняются, а маршрутизатор 4, как показано в результате выполнения команды debug, отправляет источнику исходного пакета сообщение — "administratively prohibited unreachable" ("доступ запрещен административно"). Решением проблемы является добавление в команду access-list следующей строки:

Router4(config)#access-list 100 permit icmp any any

Проблема с протоколом разрешения адресов (ARP-протокол)

В данном подразделе приведен пример подключения через протокол Ethernet:

Router4#ping 100.0.0.5

Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 100.0.0.5, timeout is 2 seconds:

Jan 20 17:04:05.167: IP: s=100.0.0.4 (local), d=100.0.0.5 (Ethernet0), len 100, sending
Jan 20 17:04:05.171: IP: s=100.0.0.4 (local), d=100.0.0.5 (Ethernet0), len 100, encapsulation failed.
Jan 20 17:04:07.167: IP: s=100.0.0.4 (local), d=100.0.0.5 (Ethernet0), len 100, sending
Jan 20 17:04:07.171: IP: s=100.0.0.4 (local), d=100.0.0.5 (Ethernet0), len 100, encapsulation failed.
Jan 20 17:04:09.175: IP: s=100.0.0.4 (local), d=100.0.0.5 (Ethernet0), len 100, sending
Jan 20 17:04:09.183: IP: s=100.0.0.4 (local), d=100.0.0.5 (Ethernet0), len 100, encapsulation failed.
Jan 20 17:04:11.175: IP: s=100.0.0.4 (local), d=100.0.0.5 (Ethernet0), len 100, sending
Jan 20 17:04:11.179: IP: s=100.0.0.4 (local), d=100.0.0.5 (Ethernet0), len 100, encapsulation failed.
Jan 20 17:04:13.175: IP: s=100.0.0.4 (local), d=100.0.0.5 (Ethernet0), len 100, sending
Jan 20 17:04:13.179: IP: s=100.0.0.4 (local), d=100.0.0.5 (Ethernet0), len 100, encapsulation failed.
Success rate is 0 percent (0/5)
Router4#

В данном примере команда ping не работает из-за "неудачной инкапсуляции". Это означает, что маршрутизатору известно, на какой интерфейс следует отправлять пакет, но неизвестно, каким образом это сделать. В этом случае необходимо понять принцип функционирования ARP-протокола.

В основном, ARP — это протокол, используемый для сопоставления адреса второго уровня (MAC-адрес) с адресом третьего уровня (IP-адрес). Для проверки этого отображения можно использовать команду show arp:

Router4#show arp

Вернемся к проблеме неудачной инкапсуляции. Более подробные сведения об этой проблеме можно получить с помощью команды debug:

Router4#debug arp
ARP packet debugging is on

Router4#ping 100.0.0.5

Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 100.0.0.5, timeout is 2 seconds:

Jan 20 17:19:43.843: IP ARP: creating incomplete entry for IP address: 100.0.0.5
interface Ethernet0
Jan 20 17:19:43.847: IP ARP: sent req src 100.0.0.4 0000.0c5d.7a0d,
dst 100.0.0.5 0000.0000.0000 Ethernet0.
Jan 20 17:19:45.843: IP ARP: sent req src 100.0.0.4 0000.0c5d.7a0d,
dst 100.0.0.5 0000.0000.0000 Ethernet0.
Jan 20 17:19:47.843: IP ARP: sent req src 100.0.0.4 0000.0c5d.7a0d,
dst 100.0.0.5 0000.0000.0000 Ethernet0.
Jan 20 17:19:49.843: IP ARP: sent req src 100.0.0.4 0000.0c5d.7a0d,
dst 100.0.0.5 0000.0000.0000 Ethernet0.
Jan 20 17:19:51.843: IP ARP: sent req src 100.0.0.4 0000.0c5d.7a0d,
dst 100.0.0.5 0000.0000.0000 Ethernet0.
Success rate is 0 percent (0/5)

В представленном выше результате выполнения команды показано, что маршрутизатор 4 транслирует пакеты, пересылая их на широковещательный Ethernet-адрес FFFF.FFFF.FFFF. В данном случае 0000.0000.0000 означает, что маршрутизатор 4 ищет MAC-адрес целевого устройства 100.0.0.5. Поскольку в этом примере он не знает MAC-адреса во время выполнения ARP-запроса, то он отсылает широковещательные кадры с интерфейса Ethernet 0 с адресом 0000.0000.000 в качестве шаблона и запрашивает, какой MAC-адрес соответствует IP-адресу 100.0.0.5. Если маршрутизатор не получает ответа, то соответствующий адрес в результате выполнения команды show arp помечается как неполный:

Router4#show arp

По прошествии определенного периода времени сведения о неполноте удаляются из ARP-таблицы. Пока соответствующий MAC-адрес отсутствует в ARP-таблице, выполнение команды ping будет заканчиваться неудачей в результате "неудачной инкапсуляции".

Задержка

По умолчанию если ответ от удаленного оконечного сетевого устройства не получен в течение двух секунд, то выполнение команды ping заканчивается неудачей:

Router1#ping 12.0.0.2

Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 12.0.0.2, timeout is 2 seconds:
.
Success rate is 0 percent (0/5)

В сетях с низкой скоростью передачи данных или с большой задержкой двух секунд времени ожидания может оказаться недостаточным. Это значение по умолчанию можно изменить с помощью выполнения расширенной команды ping:

Router1#ping
Protocol [ip]:
Target IP address: 12.0.0.2
Repeat count [5]:
Datagram size [100]:
Timeout in seconds [2]: 30
Extended commands [n]:
Sweep range of sizes [n]:

Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 12.0.0.2, timeout is 30 seconds:
.
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 1458/2390/6066 ms

В вышеприведенном примере увеличение времени ожидания привело к успешному выполнению команды ping.

Примечание. Среднее время приема-передачи составляет более двух секунд.

Исправление адреса-источника

В данном подразделе приведен пример типичной ситуации:

На маршрутизаторе 1 добавлен интерфейс LAN:

Router1(config)#interface e0
Router1(config-if)#ip address
Router1(config-if)#ip address 20.0.0.1 255.255.255.0

Из узла локальной сети (LAN) можно выполнить команду ping для маршрутизатора 1. Команду ping можно направить с маршрутизатора 1 на маршрутизатор 2. Но к маршрутизатору 2 невозможно применить команду ping из узла локальной сети (LAN).

Можно посылать пакеты проверки связи с маршрутизатора 1 на маршрутизатор 2, так как по умолчанию IP-адрес исходящего интерфейса используется в качестве адреса источника в ICMP-пакете. Маршрутизатор 2 не располагает сведениями об этой новой локальной сети (LAN). Если маршрутизатор должен ответить на пакет приходящий из этой сети, то он не знает как обрабатывать этот пакет.

Router1#debug ip packet
IP packet debugging is on
Router1#ping 12.0.0.2

Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 12.0.0.2, timeout is 2 seconds:
.
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 4/7/9 ms
Router1#

Jan 20 16:35:54.227: IP: s=12.0.0.1 (local), d=12.0.0.2 (Serial0), len 100, sending
Jan 20 16:35:54.259: IP: s=12.0.0.2 (Serial0), d=12.0.0.1 (Serial0), len 100, rcvd 3

Выходные данные из вышеприведенного примера работают, потому что адрес источника отправляемого пакета равен s = 12.0.0.1. Если необходимо смоделировать пакет, поступающий из локальной сети, то следует использовать расширенную команду ping:

Router1#ping
Protocol [ip]:
Target IP address: 12.0.0.2
Repeat count [5]:
Datagram size [100]:
Timeout in seconds [2]:
Extended commands [n]: y
Source address or interface: 20.0.0.1
Type of service [0]:
Set DF bit in IP header? [no]:
Validate reply data? [no]:
Data pattern [0xABCD]:
Loose, Strict, Record, Timestamp, Verbose[none]:
Sweep range of sizes [n]:
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 12.0.0.2, timeout is 2 seconds:

Jan 20 16:40:18.303: IP: s=20.0.0.1 (local), d=12.0.0.2 (Serial0), len 100, sending.
Jan 20 16:40:20.303: IP: s=20.0.0.1 (local), d=12.0.0.2 (Serial0), len 100, sending.
Jan 20 16:40:22.303: IP: s=20.0.0.1 (local), d=12.0.0.2 (Serial0), len 100, sending.
Jan 20 16:40:24.303: IP: s=20.0.0.1 (local), d=12.0.0.2 (Serial0), len 100, sending
Jan 20 16:40:26.303: IP: s=20.0.0.1 (local), d=12.0.0.2 (Serial0), len 100, sending.
Success rate is 0 percent (0/5)

Теперь исходным адресом является IP-адрес 20.0.0.1, который не функционирует! Пакеты могут быть переданы, но ответа на них не поступает. Для устранения этой проблемы необходимо добавить маршрут к IP-адресу 20.0.0.0 в маршрутизаторе 2.

Основное правило состоит в том, что устройству, получившему запрос о проверке доступности, должен быть известен способ отправки ответа источнику этого запроса.

Команда traceroute

Команда traceroute используется для отыскания маршрутов, которые будут использоваться при передаче пакетов к сетевому узлу назначения. Устройство (например, маршрутизатор или персональный компьютер) отправляет последовательность UDP-дейтаграмм на недопустимый адрес порта на удаленном хосте.

Отправляются три дейтаграммы со значением поля TTL (время существования) равным единице. Значение времени существования равное единице означает, что дейтаграмма перестанет существовать после достижения первого маршрутизатора на маршруте, а затем этот маршрутизатор отправит ICMP-сообщение о превышении времени существования, указывающее на истечение времени существования.

Теперь отправляются другие три UDP-сообщения со значением времени существования равным двум, что является причиной, по которой второй маршрутизатор возвращает ICMP-сообщение о превышении времени существования. Этот процесс продолжается до тех пор, пока пакеты не достигают другого пункта назначения. Так как эти дейтаграммы пытаются получить доступ к неверному порту на узле назначения, то этот узел возвращает ICMP-сообщения о недоступном порте. Это событие сигнализирует о необходимости завершить выполнение программы Traceroute.

После этого необходимо записать источник каждого ICMP-сообщения о превышении времени существования для обеспечения трассировки пути, по которому пакет попадает к адресату.

Router1#traceroute 34.0.0.4

Type escape sequence to abort.
Tracing the route to 34.0.0.4

1 12.0.0.2 4 msec 4 msec 4 msec
2 23.0.0.3 20 msec 16 msec 16 msec
3 34.0.0.4 16 msec * 16 msec

Jan 20 16:42:48.611: IP: s=12.0.0.1 (local), d=34.0.0.4 (Serial0), len 28, sending
Jan 20 16:42:48.615: UDP src=39911, dst=33434
Jan 20 16:42:48.635: IP: s=12.0.0.2 (Serial0), d=12.0.0.1 (Serial0), len 56, rcvd 3
Jan 20 16:42:48.639: ICMP type=11, code=0

!— ICMP-сообщение об истечении времени от маршрутизатора 2.

Jan 20 16:42:48.643: IP: s=12.0.0.1 (local), d=34.0.0.4 (Serial0), len 28, sending
Jan 20 16:42:48.647: UDP src=34237, dst=33435
Jan 20 16:42:48.667: IP: s=12.0.0.2 (Serial0), d=12.0.0.1 (Serial0), len 56, rcvd 3
Jan 20 16:42:48.671: ICMP type=11, code=0
Jan 20 16:42:48.675: IP: s=12.0.0.1 (local), d=34.0.0.4 (Serial0), len 28, sending
Jan 20 16:42:48.679: UDP src=33420, dst=33436
Jan 20 16:42:48.699: IP: s=12.0.0.2 (Serial0), d=12.0.0.1 (Serial0), len 56, rcvd 3
Jan 20 16:42:48.703: ICMP type=11, code=0

Это первая последовательность пакетов отправляемых с параметром TTL = 1. Первый маршрутизатор (в данном случае маршрутизатор 2 (12.0.0.2)) игнорирует пакет и посылает назад отправителю (12.0.0.1) ICMP-сообщение типа 11. Это соответствует сообщению о превышении времени существования.

Jan 20 16:42:48.707: IP: s=12.0.0.1 (local), d=34.0.0.4 (Serial0), len 28, sending
Jan 20 16:42:48.711: UDP src=35734, dst=33437
Jan 20 16:42:48.743: IP: s=23.0.0.3 (Serial0), d=12.0.0.1 (Serial0), len 56, rcvd 3
Jan 20 16:42:48.747: ICMP type=11, code=0

!— ICMP-сообщение об истечении времени от маршрутизатора 3.

Jan 20 16:42:48.751: IP: s=12.0.0.1 (local), d=34.0.0.4 (Serial0), len 28, sending
Jan 20 16:42:48.755: UDP src=36753, dst=33438
Jan 20 16:42:48.787: IP: s=23.0.0.3 (Serial0), d=12.0.0.1 (Serial0), len 56, rcvd 3
Jan 20 16:42:48.791: ICMP type=11, code=0
Jan 20 16:42:48.795: IP: s=12.0.0.1 (local), d=34.0.0.4 (Serial0), len 28, sending
Jan 20 16:42:48.799: UDP src=36561, dst=33439
Jan 20 16:42:48.827: IP: s=23.0.0.3 (Serial0), d=12.0.0.1 (Serial0), len 56, rcvd 3
Jan 20 16:42:48.831: ICMP type=11, code=0

Тот же самый процесс происходит и для маршрутизатора 3 (23.0.0.3) с параметром TTL = 2:

Jan 20 16:42:48.839: IP: s=12.0.0.1 (local), d=34.0.0.4 (Serial0), len 28, sending
Jan 20 16:42:48.843: UDP src=34327, dst=33440
Jan 20 16:42:48.887: IP: s=34.0.0.4 (Serial0), d=12.0.0.1 (Serial0), len 56, rcvd 3
Jan 20 16:42:48.891: ICMP type=3, code=3

!— Сообщение о недоступности порта от маршрутизатора 4.

Jan 20 16:42:48.895: IP: s=12.0.0.1 (local), d=34.0.0.4 (Serial0), len 28, sending
Jan 20 16:42:48.899: UDP src=37534, dst=33441
Jan 20 16:42:51.895: IP: s=12.0.0.1 (local), d=34.0.0.4 (Serial0), len 28, sending
Jan 20 16:42:51.899: UDP src=37181, dst=33442
Jan 20 16:42:51.943: IP: s=34.0.0.4 (Serial0), d=12.0.0.1 (Serial0), len 56, rcvd 3
Jan 20 16:42:51.947: ICMP type=3, code=3

Маршрутизатор 4 можно достичь с параметром TTL = 3. На этот раз, поскольку порт недоступен, маршрутизатор 4 оправляет обратно на маршрутизатор 1 ICMP-сообщение с типом равным 3, сообщение о недоступности места назначения и код равный 3, означающий, что порт недостижим.

В нижеприведенной таблице содержатся символы, которые могут отображаться в результате выполнения команды traceroute.

Текстовые символы IP-трассировки

Символ	Описание
nn msec	Время приема-передачи в миллисекундах для заданного числа тестовых сообщений при проверке каждого узла сети
*	Время жизни тестового сообщения
A	Административно запрещено (например, список контроля доступа)
Q	Отключение источника сообщения при перегрузке с предварительным возвратом сообщения (цель назначения перегружена)
I	Пользовательская проверка на прерывание
U	Порт недостижим
H	Хост недостижим
N	Сеть недостижима
P	Протокол недостижим
T	Тайм-аут
?	Неизвестный тип пакета

Пропускная способность

С помощью команд ping и traceroute можно получить время приема-передачи (RTT). Это время, необходимое для отправки эхо-пакета и получения ответа. Полезно иметь приблизительное представление о задержке в канале. Однако получаемые значения недостаточны точны для оценки пропускной способности.

Если адресом назначения является адрес самого маршрутизатора, то для этих пакетов должно быть произведено перенаправление. Процессор должен обработать данные из такого пакета и отправить ответ. Это не основная цель маршрутизатора. По определению, маршрутизатор спроектирован для маршрутизации пакетов. Ответ на запрос эхо-теста предлагается в качестве службы негарантированной доставки (best-effort – по возможности).

В качестве примера приведем результат выполнения команды ping между маршрутизатором 1 и маршрутизатором 2:

Router1#ping 12.0.0.2

Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 12.0.0.2, timeout is 2 seconds:
.
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 4/4/4 ms

Время приема-передачи (RTT) равно примерно четырем миллисекундам. После разрешения некоторых ресурсозатратных функций на маршрутизаторе 2 попытайтесь отправить команду ping с маршрутизатора 2 на маршрутизатор 1.

Router1#ping 12.0.0.2

Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 12.0.0.2, timeout is 2 seconds:
.
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 24/25/28 ms

Время приема-передачи (RTT) значительно выросло. Маршрутизатор 2 очень занят, а ответ на запрос проверки связи не является его первостепенной задачей.

Лучшим способом проверки пропускной способности маршрутизатора является использование трафика, проходящего через него:

После чего маршрутизатором производится быстрое перенаправление пакетов и их обработка с наивысшим приоритетом. Для иллюстрации этого вернемся к основной сети:

Произведем опрос маршрутизатора 3 с маршрутизатора 1 с помощью команды ping:

Router1#ping 23.0.0.3

Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 23.0.0.3, timeout is 2 seconds:
.
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 32/32/32 ms

Трафик проходит через маршрутизатор 2 и быстро коммутируется.

Теперь разрешим ресурсозатратные функции на маршрутизаторе 2:

Router1#ping 23.0.0.3

Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 23.0.0.3, timeout is 2 seconds:
.
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 32/32/36 ms

Никаких различий почти не существует. Это связано с тем, что теперь на маршрутизаторе 2 пакеты обрабатываются на уровне прерывания.

Использование команды Debug

Использованные до сих пор команды debug давали нам понимание того, что происходит при использовании команды ping или traceroute. Они также могут оказаться полезными при поиске и устранении неполадок. Однако в реальных условиях отладка должна производиться с осторожностью. Если процессор не достаточно производительный или существует много перенаправляемых пакетов, то это может легко привести к падению производительности сетевого устройства. Существует пара методов для минимизации влияния выполнения команды debug на маршрутизатор. Один из способов — использование списков контроля доступа для ограничения трафика, который требуется контролировать. Ниже представлен пример этого:

Router4#debug ip packet?
<1-199> Access list
<1300-2699> Access list (expanded range)
detail Print more debugging detail

Router4#configure terminal
Router4(config)#access-list 150 permit ip host 12.0.0.1 host 34.0.0.4
Router4(config)#^Z

Router4#debug ip packet 150
IP packet debugging is on for access list 150

Router4#show debug
Generic IP:
IP packet debugging is on for access list 150

Router4#show access-list
Extended IP access list 150
permit ip host 12.0.0.1 host 34.0.0.4 (5 matches)

При этой конфигурации маршрутизатор 4 печатает сообщения отладки, соответствующие только списку контроля доступа 150. Команда ping, поступающая от маршрутизатора 1, приводит к отображению следующего сообщения:

Router4#
Jan 20 16:51:16.911: IP: s=12.0.0.1 (Serial0), d=34.0.0.4 (Serial0), len 100, rcvd 3
Jan 20 16:51:17.003: IP: s=12.0.0.1 (Serial0), d=34.0.0.4 (Serial0), len 100, rcvd 3
Jan 20 16:51:17.095: IP: s=12.0.0.1 (Serial0), d=34.0.0.4 (Serial0), len 100, rcvd 3
Jan 20 16:51:17.187: IP: s=12.0.0.1 (Serial0), d=34.0.0.4 (Serial0), len 100, rcvd 3
Jan 20 16:51:17.279: IP: s=12.0.0.1 (Serial0), d=34.0.0.4 (Serial0), len 100, rcvd 3

Пакеты, не соответствующие списку контроля доступа, маршрутизатором 4 не отображаются. Для их просмотра необходимо добавить следующие команды:

Router4(config)#access-list 150 permit ip host 12.0.0.1 host 34.0.0.4
Router4(config)#access-list 150 permit ip host 34.0.0.4 host 12.0.0.1

После этого отобразятся следующие результаты:

Jan 20 16:53:16.527: IP: s=12.0.0.1 (Serial0), d=34.0.0.4 (Serial0), len 100, rcvd 3
Jan 20 16:53:16.531: IP: s=34.0.0.4 (local), d=12.0.0.1 (Serial0), len 100, sending
Jan 20 16:53:16.627: IP: s=12.0.0.1 (Serial0), d=34.0.0.4 (Serial0), len 100, rcvd 3
Jan 20 16:53:16.635: IP: s=34.0.0.4 (local), d=12.0.0.1 (Serial0), len 100, sending
Jan 20 16:53:16.727: IP: s=12.0.0.1 (Serial0), d=34.0.0.4 (Serial0), len 100, rcvd 3
Jan 20 16:53:16.731: IP: s=34.0.0.4 (local), d=12.0.0.1 (Serial0), len 100, sending
Jan 20 16:53:16.823: IP: s=12.0.0.1 (Serial0), d=34.0.0.4 (Serial0), len 100, rcvd 3
Jan 20 16:53:16.827: IP: s=34.0.0.4 (local), d=12.0.0.1 (Serial0), len 100, sending
Jan 20 16:53:16.919: IP: s=12.0.0.1 (Serial0), d=34.0.0.4 (Serial0), len 100, rcvd 3
Jan 20 16:53:16.923: IP: s=34.0.0.4 (local), d=12.0.0.1 (Serial0), len 100, sending

Другим способом минимизации воздействия команды debug является помещение отладочных сообщений в буфер и их вывод после выключения отладки с помощью команды show log:

Router4#configure terminal
Router4(config)#no logging console
Router4(config)#logging buffered 5000
Router4(config)#^Z

Router4#debug ip packet
IP packet debugging is on
Router4#ping 12.0.0.1

Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 12.0.0.1, timeout is 2 seconds:
.
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 36/36/37 ms

Router4#undebug all
All possible debugging has been turned off

Router4#show log
Syslog logging: enabled (0 messages dropped, 0 flushes, 0 overruns)
Console logging: disabled
Monitor logging: level debugging, 0 messages logged
Buffer logging: level debugging, 61 messages logged
Trap logging: level informational, 59 message lines logged

Log Buffer (5000 bytes):

Jan 20 16:55:46.587: IP: s=34.0.0.4 (local), d=12.0.0.1 (Serial0), len 100, sending
Jan 20 16:55:46.679: IP: s=12.0.0.1 (Serial0), d=34.0.0.4 (Serial0), len 100, rcvd 3

Как показано выше, команды ping и traceroute являются очень полезными при поиске и устранении проблем доступа к сети. Кроме того, они очень просты в применении. Так как эти две команды широко используются сетевыми инженерами, то понимание принципов их функционирования является очень важным при поиске и устранении неисправностей подключения к сети.

Есть вопросы?
Обращайтесь в "Аквилон-А", чтобы узнать подробности и получить именно то, что вам требуется.