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7.3IP记录路由选项 ping程序为我们提供了查看IP记录路由(RR)选项的机会。大多数不同版本的ping程序都提供-R选项,以提供记录路由的功能。它使得ping程序在发送出去的IP数据报中设置IPRR选项(该IP数据报包含ICMP回显请求报文)。这样,每个处理该数据报的路由器都把它的 IP地址放入选项字段中。当数据报到达目的端时,IP地址清单应该复制到ICMP回显应答中,这样返回途中所经过的路由器地址也被加入清单中。当ping程序收到回显应答时,它就打印出这份IP地址清单。 这个过程听起来简单,但存在一些缺陷。源端主机生成RR选项,中间路由器对RR选项的处理,以及把ICMP回显请求中的RR清单复制到ICMP回显应答中,所有这些都是选项功能。幸运的是,现在的大多数系统都支持这些选项功能,只是有一些系统不把ICMP请求中的IP清单复制到ICMP应答中。 但是,最大的问题是IP首部中只有有限的空间来存放IP地址。我们从图3-1可以看到,IP首部中的首部长度字段只有4bit,因此整个IP首部最长只能包括15个32bit长的字(即60个字节)。由于IP首部固定长度为20字节,RR选项用去3个字节(下面我们再讨论),这样只剩下37个字节(60-20-3)来存放IP地址清单,也就是说只能存放9个IP地址。对于早期的 ARPANET来说,9个IP地址似乎是很多了,但是现在看来是非常有限的(在第8章中,我们将用Traceroute工具来确定数据报的路由)。除了这些缺点,记录路由选项工作得很好,为详细查看如何处理IP选项提供了一个机会。 IP数据报中的RR选项的一般格式如图7-3所示。 30 字节 4 字节 4 字节 4 字节 4 字节 图7-3IP首部中的记录路由选项的一般格式 code是一个字节,指明IP选项的类型。对于RR选项来说,它的值为7。len是RR选项总字节长度,在这种情况下为39(尽管可以为RR选项设置比最大长度小的长度,但是ping程序总是提供39字节的选项字段,最多可以记录9个IP地址。由于IP首部中留给选项的空间有限,它一般情况都设置成最大长度)。 ptr称作指针字段。它是一个基于1的指针,指向存放下一个IP地址的位置。它的最小值为4,指向存放第一个IP地址的位置。随着每个IP地址存入清单,ptr的值分别为8,12,16,最大到36。当记录下9个IP地址后,ptr的值为40,表示清单已满。 当路由器(根据定义应该是多穴的)在清单中记录IP地址时,它应该记录哪个地址呢?是入口地址还是出口地址?为此,RFC791[Postel1981a]指定路由器记录出口IP地址。我们在后面将看到,当原始主机(运行ping程序的主机)收到带有RR选项的ICMP回显应答时,它也要把它的入口IP地址放入清单中。 7.3.1通常的例子 我们举一个用RR选项运行ping程序的例子,在主机svr4上运行ping程序到主机slip。 一个中间路由器(bsdi)将处理这个数据报。下面是svr4的输出结果: 分组所经过的四站如图7-4所示(每个方向各有两站),每一站都把自己的IP地址加入RR清单。 以太网 空表 图7-4带有记录路由选项的ping程序 路由器bsdi在不同方向上分别加入了不同的IP地址。它始终是把出口的IP地址加入清单。 我们还可以看到,当ICMP回显应答到达原始系统(svr4)时,它把自己的入口IP地址也加入清单中。 还可以通过运行带有-v选项的tcpdump命令来查看主机sun上进行的分组交换(参见IP选项)。输出如图7-5所示。 图7-5记录路由选项的tcpdump输出 输出中optlen=40表示在IP首部中有40个字节的选项空间(IP首部长度必须为4字节的整数倍)。RR{39}的意思是记录路由选项已被设置,它的长度字段是39。然后是9个IP地址,符号“#”用来标记RR选项中的ptr字段所指向的IP地址。由于我们是在主机sun上观察这些分组 (参见图7-4),因此所能看到ICMP回显请求中的IP地址清单是空的,而ICMP回显应答中有3个IP地址。我们省略了tcpdump输出中的其他行,因为它们与图7-5基本一致。 位于路由信息末尾的标记EOL表示IP选项“endoflist(清单结束)”的值。EOL选项的值可以为0。这时表示39个字节的RR数据位于IP首部中的40字节空间中。由于在数据报发送之前空间选项被设置为0,因此跟在39个字节的RR数据之后的0字符就被解释为EOL。这正是我们所希望的结果。如果在IP首部中的选项字段中有多个选项,在开始下一个选项之前必须填入空白字符,另外还可以用另一个值为1的特殊字符NOP(“nooperation”)。 在图7-5中,SVR4把回显请求中的TTL字段设为32,BSD/386设为255(