CN108924000B - 一种基于tcp协议实现的新型网络路径探测方法 - Google Patents

一种基于tcp协议实现的新型网络路径探测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108924000B
CN108924000B CN201810630807.1A CN201810630807A CN108924000B CN 108924000 B CN108924000 B CN 108924000B CN 201810630807 A CN201810630807 A CN 201810630807A CN 108924000 B CN108924000 B CN 108924000B
Authority
CN
China
Prior art keywords
detection
message
path
tcp
response message
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810630807.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108924000A (zh
Inventor
杨国海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu Wangding Science & Technology Co ltd
Original Assignee
Chengdu Wangding Science & Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu Wangding Science & Technology Co ltd filed Critical Chengdu Wangding Science & Technology Co ltd
Priority to CN201810630807.1A priority Critical patent/CN108924000B/zh
Publication of CN108924000A publication Critical patent/CN108924000A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108924000B publication Critical patent/CN108924000B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/10—Active monitoring, e.g. heartbeat, ping or trace-route
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/12—Discovery or management of network topologies
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/50—Testing arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于TCP协议实现的新型网络路径探测方法，是通过向目标发送不同TTL值的探测报文，通过对探测报文所触发的响应报文进行识别，得到本地到目标所经过的路由路径；所述探测报文能够触发ICMP响应报文和TCP响应报文；本发明能有效规避禁PING设置给路径探测带来的困扰，提高探测到达目标节点网络路径的有效性。

Description

一种基于TCP协议实现的新型网络路径探测方法
技术领域
本发明涉及信息技术领域，尤其涉及一种基于TCP协议实现的新型网络路径探测方法。
背景技术
Traceroute是普遍使用的测试网络路径的软件工具，其主要原理是通过向目标发送不同TTL值的探测报文，通过对探测报文所触发的响应报文进行识别，得到本地到目标所经过的路由路径。但是在网络中路径节点或目标节点存在禁PING的可能性，必然影响所探测路径节点的有效性，因此需要构建一种能响应ICMP协议的探测报文，还能响应TCP协议的报文。对应的，其TTL控制和响应报文的识别也需要响应的改变。
为了解决上述问题，本发明提出一种基于TCP协议实现的新型网络路径探测方法。本发明提出的方法，可以模拟正常业务流量，有效规避禁PING设置给路径探测带来的困扰，提高探测到达目标节点网络路径的有效性。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种基于TCP协议实现的新型网络路径探测方法。
具体的，一种基于TCP协议实现的新型网络路径探测方法，是通过向目标发送不同TTL值的探测报文，通过对探测报文所触发的响应报文进行识别，得到本地到目标所经过的路由路径；所述探测报文能够触发ICMP响应报文和TCP响应报文。
优选的，所述TTL值的控制方法为：利用IP协议TTL字段控制探测报文可传输距离，同时借助TCP协议SEQ字段的相对值和传输数据字节长度同步网络层TTL距离控制信息。
优选的，所述对探测报文所触发的响应报文进行识别，包含以下两种情况：
A.如果探测报文触发ICMP响应报文，则解析ICMP响应报文的数据部分，其中包含触发报文的IP头部和部分TCP头部，根据四元组“源IP、目的IP、源端口、目的端口”和IPID字段，反向识别其触发报文，即可获取当前响应节点处于探测路径第几跳；
B.如果探测报文触发TCP响应报文，则根据五元组“源IP、目的IP、IP协议、源端口、目的端口”识别，基于响应报文ACK字段与探测报文SEQ字段差值即可计算所探测路径最大距离。所述计算方法为响应报文ACK字段-探测报文SEQ字段=所探测路径最大距离。
优选的，所述路由路径包括路径跳数、IP地址、源IP地址、协议、时延。
同时，还公开了一种基于TCP协议实现的新型网络路径探测装置，采用了前述的一种基于TCP协议实现的新型网络路径探测方法，并包括：
探测报文生成装置，用于生成不同TTL的，能够触发ICMP或TCP响应报文的路径探测报文；
路径分析装置，用于通过协议分析，识别由探测报文触发的节点响应报文，抽取节点信息，生成待测网络路由路径。
本发明的有益效果在于：本发明提出的方法，可以模拟正常业务流量，有效规避禁PING设置给路径探测带来的困扰，提高探测到达目标节点网络路径的有效性。
附图说明
图1是本发明系统图；
图2是为探测到的路由路径显示；
图3是实施例的测试结果一；
图4是实施例的测试结果二；
图5是实施例的测试结果三。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
具体的，一种基于TCP协议实现的新型网络路径探测方法，是通过向目标发送不同TTL值的探测报文，通过对探测报文所触发的响应报文进行识别，得到本地到目标所经过的路由路径；所述探测报文能够触发ICMP响应报文和TCP响应报文。
上述的ICMP报文和TCP报文是如何触发与如何响应的具体过程，是网络协议固有的工作原理，有大量资料可参见。例如：PING报文是如何触发响应的，是ICMP协议已规定的，属于现有技术，无需进行报文结构的描述。
优选的，所述TTL值的控制方法为：利用IP协议TTL字段控制探测报文可传输距离，同时借助TCP协议SEQ字段的相对值和传输数据字节长度同步网络层TTL距离控制信息。
优选的，所述对探测报文所触发的响应报文进行识别，包含以下两种情况：
A.如果探测报文触发ICMP响应报文，则解析ICMP响应报文的数据部分，其中包含触发报文的IP头部和部分TCP头部，根据四元组“源IP、目的IP、源端口、目的端口”和IPID字段，反向识别其触发报文，即可获取当前响应节点处于探测路径第几跳；
B.如果探测报文触发TCP响应报文，则根据五元组“源IP、目的IP、IP协议、源端口、目的端口”识别，基于响应报文ACK字段与探测报文SEQ字段差值即可计算所探测路径最大距离。
优选的，所述路由路径包括路径跳数、IP地址、源IP地址、协议、时延。如附图2所示。
在实际的测试中，能够观察到：ICMP响应报文数据部分保留的IPID与探测报文中的IPID值相同，以及同步网络层TTL距离控制信息关系，即：
响应报文序号-探测报文发送序号=探测报文TCP数据长度；
其中探测报文TCP数据长度，即可识别为所探测路径最大距离。
同时，还公开了一种基于TCP协议实现的新型网络路径探测装置，采用了如前述所述的一种基于TCP协议实现的新型网络路径探测方法，并包括：
探测报文生成装置，利用TCP/IP协议的特殊属性，基于原始套接字技术构造特殊编码的路径探测报文，能够生成不同TTL的，能够触发ICMP和TCP响应报文的路径探测报文；
路径分析装置，用于通过协议分析，识别由探测报文触发的节点响应报文，抽取节点信息，生成待测网络路由路径。
此外，基于三种不同原理实现的traceroute工具做了3组对比实验，分别对相同的200个域名进行路径探测，测试结果如图3、图4、图5所示。
从3组对比实验结果来看，本发明提供的基于TCP协议实现的新型网络路径探测方法明显优于基于ICMP或UDP实现的traceroute工具，平均测试成功总数分别提高29.41%和257.80%。
需要说明的是，对于前述的各个方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和单元并不一定是本申请所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、ROM、RAM等。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (3)

1.一种基于TCP协议实现的新型网络路径探测方法，是通过向目标发送不同TTL值的探测报文，通过对探测报文所触发的响应报文进行识别，得到本地到目标所经过的路由路径；其特征在于，所述探测报文能够触发ICMP响应报文和TCP响应报文；所述TTL值的控制方法为：利用IP协议TTL字段控制探测报文可传输距离，同时借助TCP协议SEQ字段的相对值和传输数据字节长度同步网络层TTL距离控制信息；
所述对探测报文所触发的响应报文进行识别，包含以下两种情况：
A.如果探测报文触发ICMP响应报文，则解析ICMP响应报文的数据部分，其中包含触发报文的IP头部和部分TCP头部，根据四元组“源IP、目的IP、源端口、目的端口”和IPID字段，反向识别其触发报文，即可获取当前响应节点处于探测路径第几跳；
B.如果探测报文触发TCP响应报文，则根据五元组“源IP、目的IP、IP协议、源端口、目的端口”识别，基于响应报文ACK字段与探测报文SEQ字段差值即可计算所探测路径最大距离。
2.如权利要求1所述的一种基于TCP协议实现的新型网络路径探测方法, 特征在于，所述路由路径包括路径跳数、IP地址、源IP地址、协议、时延。
3.一种基于TCP协议实现的新型网络路径探测装置，采用了如权利要求1-2之一所述的一种基于TCP协议实现的新型网络路径探测方法，并包括：
探测报文生成装置，用于生成不同TTL的，能够触发ICMP和TCP响应报文的路径探测报文；
路径分析装置，用于通过协议分析，识别由探测报文触发的节点响应报文，抽取节点信息，生成待测网络路由路径。
CN201810630807.1A 2018-06-19 2018-06-19 一种基于tcp协议实现的新型网络路径探测方法 Active CN108924000B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810630807.1A CN108924000B (zh) 2018-06-19 2018-06-19 一种基于tcp协议实现的新型网络路径探测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810630807.1A CN108924000B (zh) 2018-06-19 2018-06-19 一种基于tcp协议实现的新型网络路径探测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108924000A CN108924000A (zh) 2018-11-30
CN108924000B true CN108924000B (zh) 2021-09-07

Family

ID=64421888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810630807.1A Active CN108924000B (zh) 2018-06-19 2018-06-19 一种基于tcp协议实现的新型网络路径探测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108924000B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110677319B (zh) * 2019-08-23 2021-03-23 北京邮电大学 端到端时延测量方法和装置
CN115190070A (zh) * 2022-06-07 2022-10-14 阿里巴巴（中国）有限公司 路由探测方法及装置
CN115022161A (zh) * 2022-06-10 2022-09-06 中国电信股份有限公司 网络时延故障定位方法及装置、网络时延故障检测设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101136786A (zh) * 2006-08-29 2008-03-05 郑州威科姆技术开发有限公司 网络故障节点诊断方法
CN101877654A (zh) * 2009-04-28 2010-11-03 黑龙江大学 一种基于tcp报文的ip路径主动测量方法
CN102255775A (zh) * 2011-07-18 2011-11-23 中兴通讯股份有限公司 一种路由跟踪的方法、装置和系统
CN107786366A (zh) * 2016-08-31 2018-03-09 北京北信源软件股份有限公司 一种局域网内部网络拓扑结构扫描方法
CN108011746A (zh) * 2017-10-25 2018-05-08 北京知道未来信息技术有限公司 基于Traceroute及SNMP协议的IP级全球互联网拓扑测绘方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100579034C (zh) * 2007-11-30 2010-01-06 华为技术有限公司 上报设备信息的方法、获取设备信息的系统和设备
US20150063132A1 (en) * 2013-09-03 2015-03-05 Qualcomm Incorporated Bandwidth estimation mechanism for a communication network
US9419889B2 (en) * 2014-03-07 2016-08-16 Nicira, Inc. Method and system for discovering a path of network traffic
US9621448B2 (en) * 2014-04-08 2017-04-11 AppDynamics, Inc. Network analysis and monitoring tool

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101136786A (zh) * 2006-08-29 2008-03-05 郑州威科姆技术开发有限公司 网络故障节点诊断方法
CN101877654A (zh) * 2009-04-28 2010-11-03 黑龙江大学 一种基于tcp报文的ip路径主动测量方法
CN102255775A (zh) * 2011-07-18 2011-11-23 中兴通讯股份有限公司 一种路由跟踪的方法、装置和系统
CN107786366A (zh) * 2016-08-31 2018-03-09 北京北信源软件股份有限公司 一种局域网内部网络拓扑结构扫描方法
CN108011746A (zh) * 2017-10-25 2018-05-08 北京知道未来信息技术有限公司 基于Traceroute及SNMP协议的IP级全球互联网拓扑测绘方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于主动测量的网络探测工具的研究与实现;孟令姣;《中国优秀硕士学位论文全文数据库》;20180415;26-50 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108924000A (zh) 2018-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10868730B2 (en) Methods, systems, and computer readable media for testing network elements of an in-band network telemetry capable network
EP3692689B1 (en) Segment routing network signaling and packet processing
CN103401726B (zh) 网络路径探测方法及装置、系统
KR100916288B1 (ko) 네트워크 토폴로지의 결정을 위한 장치 및 방법
US8254273B2 (en) Tracing connection paths through transparent proxies
CN108924000B (zh) 一种基于tcp协议实现的新型网络路径探测方法
CN106034056B (zh) 一种业务安全分析的方法和系统
JP4626811B2 (ja) ポートホッピング検出システム、ポートホッピング検出装置、ポートホッピング検出方法、及びプログラム
US8369229B2 (en) Methods for monitoring delivery performance of a packet flow between reference nodes
EP3707862B1 (en) Method and sytem for detecting sources of computer network failures
CN108270602A (zh) 一种数据链路的检测方法、装置及系统
WO2013044827A1 (zh) 一种跟踪路由测试方法、系统、装置及设备
CN110650041A (zh) Ipran网络故障定位方法及装置
CN108259335B (zh) 路径探测方法和装置
CN111756713A (zh) 网络攻击识别方法、装置、计算机设备及介质
Edeline et al. A first look at the prevalence and persistence of middleboxes in the wild
Afaq et al. A framework for classification and visualization of elephant flows in sdn-based networks
US20160248652A1 (en) System and method for classifying and managing applications over compressed or encrypted traffic
CN104506369A (zh) 一种丢包位置的检测方法和设备
US11770360B1 (en) Correlating protocol data units transiting networks with differing addressing schemes
CN108156052B (zh) 一种设备稳定性测试的方法及系统
CN110855566A (zh) 上行流量的牵引方法和装置
CN102625332A (zh) 一种网络路由检测的方法
CN103688508B (zh) 报文识别方法和防护设备
CN112612670B (zh) 一种会话信息统计方法、装置、交换设备及存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: A Novel Network Path Detection Method Based on TCP Protocol Implementation

Effective date of registration: 20230329

Granted publication date: 20210907

Pledgee: Chengdu Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Chenghua sub branch

Pledgor: CHENGDU WANGDING SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980036506

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right

Granted publication date: 20210907

Pledgee: Chengdu Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Chenghua sub branch

Pledgor: CHENGDU WANGDING SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980036506

PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: A New Network Path Detection Method Based on TCP Protocol Implementation

Granted publication date: 20210907

Pledgee: Chengdu Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Chenghua sub branch

Pledgor: CHENGDU WANGDING SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Registration number: Y2024980010991

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right