[发明专利]一种高效的目标主机末跳路由器探测方法

说明书

一种高效的目标主机末跳路由器探测方法，涉及网络拓扑探测的方法。为了实现对于指定的探测目标仅发送少量的探测包就能获取目标的末跳路由器信息。向目标发送UDP大端口探测包；若收到ICMP端口不可达报文，从该报文中提取TTL信息，计算当前探测点到目标主机的网络距离，转开启ICMP生存时间超时监听器的步骤，否则执行步进法获取网络距离；若步进法获取网络距离成功，转开启ICMP生存时间超时监听器的步骤，否则转末跳路由探测结束的步骤；开启ICMP生存时间超时监听器后向目标主机发送生存时间TTL为网络距离减1的探测包。相对于traceroute等工具仅发送少量的探测包即能获取目标的末跳路由器信息，在发包数量上相对于traceroute平均减少60％。

技术领域

本发明涉及网络拓扑探测的方法。

背景技术

网络拓扑测量是网络结构研究的基石，是研究优化网络资源配置、网络协议设计、网络攻击检测与防范、网络地理定位等方向的基础。目前成熟的网络拓扑测量技术大都基于 Ping和Traceroute，其中Ping进行存活主机发现，Traceroute获取探测源到目标的完整路由路径，进而构建出网络拓扑结构。

目前极少对目标主机末跳路由器探测的相关研究和方法。目标主机的末跳路由器，是指与探测目标逻辑上直接相连的路由器，简称末跳路由器。Traceroute通过设置探测包TTL 从1开始递增来发现探测源到目标主机网络路径上所有的路由器节点，进而能获得探测源到目标主机的倒数第一跳路由器节点，即目标主机的末跳路由器信息。

现有文献CN103905276A公布了一种快速的网络拓扑探测方法，包括如下步骤：步骤一：从源节点向目的节点序列R中的各个目的节点发送单探测包，收集TTL信息；步骤二：根据收集的TTL信息，选择参考节点，向参考节点与剩余节点发送背靠背包对，计算共享路径加性特征量；步骤三：按照共享路径加性特征量对目的节点序列R进行排序，得到序列位置向量；步骤四：寻找分割点；步骤五：在分割点中寻找最优二分节点；步骤六：得到符合DFS排序的目的节点的序列。该现有技术有效地解决了在网络拓扑发现过程中探测包数量过多，效率低下的问题。该现有技术没有提及目标主机末跳路由器探测的相关技术手段。

现有技术没有给出通过设计并实现网络距离预测、缺省TTL区间划分技术，来降低获取末跳路由器的发包数量的启示。事实上，末跳路由器发现对于快速探测目标子网结构，降低网络拓扑测量负载、目标主机地理定位等方面具有很大应用价值。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：

本发明提供了一种高效的末跳路由器探测方法，以实现对于指定的探测目标仅发送少量的探测包就能获取目标的末跳路由器信息。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种高效的目标主机末跳路由器探测方法，所述方法的实现过程为：

步骤1：开启ICMP端口不可达监听器；

步骤2：向目标发送UDP大端口探测包；

步骤3：若收到ICMP端口不可达报文，从该报文中提取TTL信息，计算当前探测点到目标主机的网络距离，转步骤6，否则执行步骤4；

步骤4：执行步进法获取网络距离；

步骤5：若步进法获取网络距离成功，转步骤6，否则转步骤10；

步骤6：开启ICMP生存时间超时监听器；

步骤7：向目标主机发送生存时间TTL为网络距离减1的探测包；

步骤8：如果收到末跳路由器返回的ICMP生存时间超时报文，转步骤9，否则转步骤10；

步骤9：解析末跳路由器返回的ICMP生存时间超时报文，从报文中获取末跳路由器IP；