ping與tracert在鐵路網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

任 榮 王國壬 孫建林

任 榮:呼和浩特鐵路局包頭電務(wù)段 工程師 015000 內(nèi)蒙古臨河

王國壬:呼和浩特鐵路局包頭電務(wù)段 助理工程師 015000 內(nèi)蒙古臨河

孫建林:呼和浩特鐵路局包頭電務(wù)段 助理工程師 015000 內(nèi)蒙古臨河

TDCS、微機監(jiān)測、辦公網(wǎng)等局域網(wǎng)在鐵路中的應(yīng)用，實現(xiàn)了資源共享，極大地提高了生產(chǎn)和工作效率。當局域網(wǎng)出現(xiàn)故障時，如何運用一些網(wǎng)絡(luò)命令分析、處理故障，已成為電務(wù)專業(yè)技術(shù)人員所面臨的問題之一。為此，針對經(jīng)常涉及的DOS命令ping與tracert，以及其工作協(xié)議ICMP進行相關(guān)分析，并提出運用案例。

1 ICMP協(xié)議分析

ICMP是Internet控制消息協(xié)議 (Internet Control Message Protocol)，屬于網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，用于探測和報告IP數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中產(chǎn)生的各種錯誤，提供錯誤診斷、擁塞控制、路徑控制、路由器和主機信息的查詢服務(wù)等功能。

ICMP報文分為查詢報文和差錯報文2大類:查詢報文報告網(wǎng)絡(luò)中路由器的狀況及一個路由器的特定信息;差錯報文報告路由器在處理IP數(shù)據(jù)過程中可能遇到的目標主機可否到達、網(wǎng)絡(luò)擁塞、路由改變等問題。差錯報文只向信源報告差錯，不負責糾正差錯，提供一致易懂的出錯報告信息。信源收到返回的ICMP差錯報文后，根據(jù)ICMP差錯報文的類型，重發(fā)失敗的數(shù)據(jù)包。ping使用ICMP的回應(yīng)請求和應(yīng)答消息來確定目標主機是否可到達，tracert同樣也是根據(jù)ICMP的回應(yīng)請求和應(yīng)答消息來確定IP數(shù)據(jù)報的路由。

2 ping分析及應(yīng)用

ping(互聯(lián)網(wǎng)包探索器，PacketInternet Grope)，用于測試網(wǎng)絡(luò)連接量的程序。ping發(fā)送一個ICMP Echo Request數(shù)據(jù)包給目標，并報告是否收到所希望的ICMP Echo Reply數(shù)據(jù)包。

2.1 ping工作原理

利用網(wǎng)絡(luò)上計算機IP地址的唯一性，給目標IP地址發(fā)送一個ICMP Echo Request數(shù)據(jù)包，再要求目標返回一個同樣大小的ICMP Echo Reply數(shù)據(jù)包，來確定2臺網(wǎng)絡(luò)計算機是否連接相通，時延是多少。ping命令每秒發(fā)送一個數(shù)據(jù)包，并且為每個接收到的數(shù)據(jù)包打印一行輸出。ping命令計算信號往返時間和 (信息)包丟失情況的統(tǒng)計信息，并且在完成之后顯示一個簡要總結(jié)。ping命令在程序超時或當接收到SIGINT信號時結(jié)束。

2.2 ping語法

ping［ －t］ ［－n count］ ［ －l size］ target_name

參數(shù)說明如下。

－t:一直ping指定的計算機，直到從鍵盤按下Ctrl+C組合鍵中斷ping程序。

－n count:發(fā)送count指定的Echo Request數(shù)據(jù)包數(shù)。通過這個命令可以自己定義發(fā)送的個數(shù)，對衡量網(wǎng)絡(luò)速度很有幫助，能夠測試發(fā)送數(shù)據(jù)包的平均返回時間及時間的快慢程度，默認值為4。

－l size:發(fā)送指定數(shù)據(jù)量的Echo Request數(shù)據(jù)包。默認為32byte，最大值是65200byte。

target_name:有效的目標主機名或者是互聯(lián)網(wǎng)IP地址。

在呼鐵局監(jiān)測網(wǎng)中，車間1主機 IP:192.168.121.11，車間2主機IP:192.168.12.11，從車間1ping車間2的一般操作方法如下。

C:＞ping 192.168.12.11

Pinging 192.168.12.11 with 32 bytes of data:

Reply from 192.168.12.11:bytes=32 time=23ms TTL=122

Reply from 192.168.12.11:bytes=32 time=20ms TTL=122

Reply from 192.168.12.11:bytes=32 time=20ms TTL=122

Reply from 192.168.12.11:bytes=32 time=20ms TTL=122

Ping statistics for 192.168.12.11:

Approximate round trip times in milli－seconds:

Minimum=20ms，Maximum=23ms，Average=20ms

在默認情況下，ping只發(fā)送4個數(shù)據(jù)包，通過ping命令語法參數(shù)－n可以自己定義發(fā)送數(shù)據(jù)包的個數(shù)，對衡量網(wǎng)絡(luò)速度很有幫助，比如想知道發(fā)送10個數(shù)據(jù)包返回的平均時間為多少、最快時間為多少、最慢時間為多少，就可以通過運行ping－n 10 192.168.12.11命令獲知，運行該命令后統(tǒng)計信息如下。

Ping statistics for 192.168.12.11:

Packets:Sent=10，Received=10，Lost=0(0%loss)，

Approximate round trip times in milli－seconds:

Minimum=20 ms，Maximum=20 ms，Average=20 ms

從以上結(jié)果可知，在給192.168.12.11發(fā)送10個數(shù)據(jù)包的過程當中，返回了10個，這10個數(shù)據(jù)包當中返回速度最快為20 ms，最慢為20 ms，平均速度為20 ms。在默認的情況下ping發(fā)送的數(shù)據(jù)包大小為32byte，也可以自己定義其大小，但最大只能發(fā)送65200byte。在TDCS網(wǎng)絡(luò)中通過發(fā)送多個大字節(jié)的數(shù)據(jù)包，根據(jù)數(shù)據(jù)包的統(tǒng)計信息來排除網(wǎng)絡(luò)故障。

此外，當ping不通目標主機時，ping會給出不同的返回信息，根據(jù)不同的返回信息就可以確定相應(yīng)的故障情況。ping的返回信息一般有以下幾種情況。

1．Request Timed Out:表示在路由表中可查到目標路由，目標主機可以到達，目標主機因為其他原因拒絕接收源主機發(fā)送的數(shù)據(jù)包，造成數(shù)據(jù)包丟失。

2．Destination Net Unreachable:表示路由表中無法查到目標路由，目標主機不存在或者沒有跟目標主機建立連接。

3．Bad IP address:表示沒有連接到DNS服務(wù)器，或者無法解析目標IP地址，或者IP地址不存在。

4．Source quench received:表示目標或中途的服務(wù)器繁忙無法回應(yīng)。

3 tracert分析及應(yīng)用

tracert(跟蹤路由，為 trace router的縮寫)，是路由跟蹤實用程序，用于確定IP數(shù)據(jù)報文訪問目標所采取的路徑。tracert命令用 IP生存時間(TTL)字段和ICMP差錯報文來確定從一個主機到網(wǎng)絡(luò)上其他主機的路由。路徑上的路由器在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包前，數(shù)據(jù)包字段TTL至少遞減1，數(shù)據(jù)包上的TTL到達0時，路由器將ICMP Time Exceeded報文發(fā)送回源系統(tǒng)。

3.1 tracert工作原理

tracert通過向目標發(fā)送不同 IP生存時間(TTL)值的ICMP Echo Request數(shù)據(jù)包，來確定到達目標的路徑。源主機首先給目的主機發(fā)送一個TTL=1的數(shù)據(jù)包，而經(jīng)過的第1個路由器收到這個包以后自動把TTL減1，TTL變?yōu)?以后，第1個路由器就把這個包給拋棄了，并同時產(chǎn)生一個ICMP Time Exceeded數(shù)據(jù)包給源主機。源主機收到這個消息后，確認出這是第1個路由器，一般要測試3次，統(tǒng)計數(shù)據(jù)包來回的時間，打印出第1條記錄;源主機再發(fā)一個TTL=2的數(shù)據(jù)包給目的主機，第1個路由器收到后，將TTL減1，TTL變?yōu)?，再轉(zhuǎn)發(fā)該包;第2個路由器收到該包后，將TTL減1，TTL變?yōu)?，發(fā)回ICMPTime Exceeded數(shù)據(jù)包;源主機收到該消息后，確認出這是第2個路由器;依次類推，直到目標主機或躍點達到最大值為止。

通過檢查中間路由器發(fā)回的ICMP Time Exceeded數(shù)據(jù)包與目標返回的ICMP Echo Reply數(shù)據(jù)包可確定路徑中的所有路由器。默認情況下躍點的最大數(shù)量是30，可使用－h(huán)參數(shù)指定。但是，某些路由器不會為其TTL值已過期的數(shù)據(jù)包返回ICMP Time Exceeded的數(shù)據(jù)包，而且這些路由器對于tracert命令不可見。在這種情況下，將為該躍點顯示一行星號(*)。按順序打印出返回ICMP Time Exceeded數(shù)據(jù)包的路徑中的近端路由器接口列表。如果使用－d選項，則 tracert實用程序不在每個IP地址上查詢DNS。

3.2 tracert語法

tracert［－ d］ ［－ h MaximumHops］ ［－w Timeout］ target_name

參數(shù)說明如下。

－d:防止tracert試圖將中間路由器的IP地址解析為其名稱。這樣可加速顯示tracert的結(jié)果。

－h(huán) MaximumHops:指定搜索目標 (目的)的路徑中存在的躍點最大數(shù)，默認值為30個躍點。

－w Timeout:指定等待 ICMP Time Exceeded數(shù)據(jù)包或ICMP Echo Reply數(shù)據(jù)包 (對應(yīng)于要接收的給定ICMP Echo Request消息)的時間 (以毫秒為單位)。如果超過規(guī)定時間內(nèi)未收到消息，則顯示一個星號(*)。默認的超時時間為4000(4s)。

target_name:指定目標，可以是IP地址或主機名。

3.3 舉例

在下例中，從車間1tracert車間2主機，ICMP Echo Request數(shù)據(jù)包必須按順序通過6個路由器，才能到達目標主機:192.168.12.11。目標主機的默認網(wǎng)關(guān)是192.168.121.1。數(shù)據(jù)包被轉(zhuǎn)發(fā)的路徑以列表形式顯示，其中包含源主機與目標主機之間路徑中的近側(cè)路由器接口。近側(cè)接口是指路徑中距離發(fā)送主機最近的路由器的接口。如果使用tracert命令時不帶參數(shù)，tracert顯示幫助。

C:＞tracert 192.168.12.11 －d

上述列表中的第一行說明到車間2主機的路由所經(jīng)過的第1個路由器的近側(cè)接口是192.168.121.1，向第1個路由器發(fā)送的3次測試數(shù)據(jù)包的往返時間分別為1 ms，＜1 ms，＜1 ms。列表中其他行比照第一行分析。在上面的tracert命令中，若在tracert后增加輸入空格－w空格1，運行程序后，返回的結(jié)果列表中第5行顯示為5***Request timed out，表示在設(shè)定的時間1 s內(nèi)沒有收到該躍點返回的數(shù)據(jù)包信息，所以無法確定路由中的這一跳路由器。其他行運行結(jié)果，路由器的IP沒有變化，每行的往返時間略有變化，表示在設(shè)定的時間1 s內(nèi)，收到了路徑中其他躍點的回復(fù)信息，并給出每個測試數(shù)據(jù)包所需要的時間。若在tracert后增加輸入空格－h(huán)空格5，運行程序后，返回的結(jié)果列表中沒有第6、第7行信息，即本程序在搜索到車間2主機的路徑的過程中，只將數(shù)據(jù)包經(jīng)過5個路由器轉(zhuǎn)發(fā)后結(jié)束。

4 結(jié)束語

通過上述分析，不難發(fā)現(xiàn)了解和運用DOS命令對電務(wù)專業(yè)人員的重要性。隨著聯(lián)鎖、監(jiān)測等局域網(wǎng)絡(luò)在鐵路的應(yīng)用，大量的通信設(shè)備投入使用，對電務(wù)專業(yè)技術(shù)人員的知識體系提出了新的要求，不能僅僅局限于鐵道信號專業(yè)領(lǐng)域，還需要在計算機、通信專業(yè)等方面有所提高。

［1］ 馬雪松，褚建立.網(wǎng)絡(luò)管理與工具軟件應(yīng)用［M］ ．北京:清華大學(xué)出版社，2010．

［2］ 馬秀峰，元小濤.計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用［M］ ．北京:北京大學(xué)出版社，2010．