python如何实现路由追踪

Python实现路由追踪的方法有多种，包括使用第三方库、系统命令、网络协议等方式。以下是主要方法：使用Scapy库、调用系统traceroute命令、使用ICMP协议。本文将详细介绍这些方法，其中会着重讲解如何使用Scapy库来实现路由追踪。

一、SCAPY库的使用

1. 安装和初始化Scapy

Scapy是一个强大的网络库，可以用于发送、嗅探和解析网络数据包。首先，我们需要安装Scapy库：

pip install scapy

安装完成后，可以通过以下代码导入并初始化Scapy：

from scapy.all import *

2. 发送和接收ICMP数据包

Scapy可以通过发送和接收ICMP数据包来实现路由追踪。以下是一个简单的实现示例：

def traceroute(destination):
    max_hops = 30
    timeout = 2
    for ttl in range(1, max_hops + 1):
        pkt = IP(dst=destination, ttl=ttl) / ICMP()
        reply = sr1(pkt, timeout=timeout, verbose=0)
        if reply is None:
            print(f"{ttl}: Request timed out")
        elif reply.type == 0:
            print(f"{ttl}: Reached destination {reply.src}")
            break
        else:
            print(f"{ttl}: {reply.src}")
traceroute('8.8.8.8')

3. 解析和显示结果

在上述代码中，我们通过设置不同的TTL（生存时间）来逐步探测网络路径。每发送一个数据包，我们都等待响应并显示结果。若响应类型为0，表示已到达目标地址。

二、调用系统traceroute命令

1. 使用subprocess库

Python的subprocess库可以用于调用系统命令。以下是一个调用系统traceroute命令的示例：

import subprocess
def traceroute(destination):
    result = subprocess.run(["traceroute", destination], capture_output=True, text=True)
    print(result.stdout)
traceroute('8.8.8.8')

2. 解析输出结果

系统traceroute命令的输出通常包括每一跳的IP地址和响应时间。我们可以进一步解析输出结果并提取有用信息。

def parse_traceroute_output(output):
    lines = output.split('n')
    for line in lines[1:]:
        if line:
            print(line)
result = subprocess.run(["traceroute", '8.8.8.8'], capture_output=True, text=True)
parse_traceroute_output(result.stdout)

三、使用ICMP协议

1. 构建ICMP数据包

使用Python原生的socket库也可以实现路由追踪。我们需要构建ICMP数据包并通过逐步增加TTL来探测路径。

import socket
import struct
import time
def checksum(source_string):
    sum = 0
    count_to = (len(source_string)//2)*2
    count = 0
    while count < count_to:
        this_val = source_string[count + 1]*256+source_string[count]
        sum = sum + this_val
        sum = sum & 0xffffffff
        count = count + 2
    if count_to < len(source_string):
        sum = sum + source_string[len(source_string)-1]
        sum = sum & 0xffffffff
    sum = (sum >> 16)  +  (sum & 0xffff)
    sum = sum + (sum >> 16)
    answer = ~sum
    answer = answer & 0xffff
    answer = answer >> 8 | (answer << 8 & 0xff00)
    return answer
def traceroute(destination):
    icmp = socket.getprotobyname('icmp')
    udp = socket.getprotobyname('udp')
    ttl = 1
    max_hops = 30
    timeout = 2
    port = 33434
    for ttl in range(1, max_hops + 1):
        recv_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_RAW, icmp)
        send_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM, udp)
        send_socket.setsockopt(socket.SOL_IP, socket.IP_TTL, ttl)
        recv_socket.settimeout(timeout)
        recv_socket.bind(("", port))
        send_socket.sendto(b"", (destination, port))
        curr_addr = None
        curr_name = None
        try:
            data, curr_addr = recv_socket.recvfrom(512)
            curr_addr = curr_addr[0]
            try:
                curr_name = socket.gethostbyaddr(curr_addr)[0]
            except socket.error:
                curr_name = curr_addr
        except socket.error:
            pass
        finally:
            send_socket.close()
            recv_socket.close()
        if curr_addr is not None:
            curr_host = f"{curr_name} ({curr_addr})"
        else:
            curr_host = "*"
        print(f"{ttl}: {curr_host}")
        if curr_addr == destination:
            break
traceroute('8.8.8.8')

2. 解析ICMP响应

在上述代码中，我们通过构建ICMP数据包并发送到目标地址来实现路由追踪。每一跳的TTL增加1，并解析ICMP响应以获取当前路由节点的IP地址和主机名。

四、总结

路由追踪是网络调试和优化的重要工具。本文介绍了使用Python实现路由追踪的多种方法，包括使用Scapy库、调用系统traceroute命令和使用ICMP协议。每种方法都有其优缺点：

Scapy库：功能强大且灵活，但需要额外安装库。
系统traceroute命令：简单易用，但依赖系统环境。
ICMP协议：原生实现，适合对网络协议有深入了解的用户。

在实际应用中，可以根据需求和环境选择合适的方法。如果需要更强大的项目管理和跟踪系统，可以考虑使用研发项目管理系统PingCode和通用项目管理软件Worktile，以提高项目管理效率和团队协作能力。