当我们访问GitHub时，你是否想过，数据是如果在网络中交互的，都经历了哪些网络节点，我该怎么看到这些网络节点呢？
带着这些问题，今天我们一起讨论一下，怎么查看网络的节点，怎么区分骨干网络。
什么是IP报文
互联网是由无数的设备共同组成的，这些设备有我们常用的手机、电脑，也有服务器、路由器、交换机作为网络传输的设备，这些设备之间要通过网络通信，基于TCP/IP通信协议，就组成了互联网。
包括浏览器在内的这些应用程序发出的数据，被 HTTP、TCP、IP 协议层层封装，最终形成一个个的 IP 报文，交给底层网卡发出去。
IP 报文经过网络中节点的不断路由转发，最终来到了目标服务器。
那如何知道路由转发过程中，都经过了哪些网络节点呢？
Windows 上可以使用 tracert 程序。
Linux 上则使用 traceroute命令就能够做到。
它们是如何做到的呢？
IP 报文总不能无限制转发吧，万一搞了个循环转发，那不就没完没了了？网络中的 IP 报文有一个生存时间的概念，位于 IP 报文头部字段中——TTL：time to live。
如上图所示，每经过一次转发，TTL 的值就会减 1。如果某一个节点发现 TTL 变成了 0，就会丢掉这个 IP 报文，并给这个数据报文的发送者发一个超时的通知消息过去。
tracert 和 traceroute 正是利用了 IP 协议中的这个特点，将 TTL 的值从 1 开始递增，观察都是谁给自己发回了这个通知，就能判断路由过程中经历了哪些节点了。
这两个程序的区别在于，tracert 发送的是 ICMP 报文，traceroute 发送的则是 UDP 报文。
路由跟踪
好了，基础知识交代完毕，赶紧来试一下，访问 GitHub 的情况。
首先 ping 了一下，拿到了 GitHub 的 IP 地址：20.205.243.166。
注意，这个地址，不同地区的人拿到的可能不一样。
并且，这个IP可能禁Ping了。
接下来路由跟踪一下吧：
因为近期GitHub网络不稳定，所以这里我们临时用godaddy进行测试，其原理是一致的。
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 |
1 192.168.1.1 0 ms 2 ms 2 ms 局域网 * 2 100.64.0.1 2 ms 2 ms 2 ms 共享地址 * 3 59.51.187.65 3 ms 4 ms 6 ms 中国 贵州 贵阳 chinatelecom.com.cn 电信 AS4134 4 61.189.177.61 8 ms * * 中国 贵州 贵阳 chinatelecom.com.cn 电信 AS4134 5 * * * * 6 202.97.94.122 23 ms * * 中国 广东 广州 chinatelecom.com.cn 电信 AS4134 7 * * * * 8 202.97.58.242 173 ms 180 ms 181 ms 美国 加利福尼亚州 圣何塞 chinatelecom.com.cn 电信 AS4134 9 4.15.125.53 174 ms 178 ms 191 ms 美国 加利福尼亚州 圣何塞 level3.com AS3356 ae74.edge9.SanJose1.Level3.net 10 4.69.216.158 176 ms 179 ms 182 ms 美国 加利福尼亚州 洛杉矶 level3.com AS3356 ae-1-8.edge1.LosAngeles9.Level3.net 11 4.53.228.238 174 ms 175 ms 175 ms 美国 加利福尼亚州 洛杉矶 level3.com AS3356 ae6.ibrsa0106-01.lax1.bb.godaddy.com 12 * * * * 13 148.72.34.32 189 ms 198 ms 199 ms 美国 亚利桑那州 凤凰城 godaddy.com AS26496 14 148.72.32.65 189 ms 199 ms 202 ms 美国 亚利桑那州 凤凰城 godaddy.com AS26496 15 * * * * 16 * * * * 17 * * * * 18 * * * * 19 * * * * 20 * * * * 21 * * * * 22 208.109.192.70 186 ms 192 ms 193 ms 美国 亚利桑那州 凤凰城 godaddy.com AS398101 ip-208-109-192-70.ip.secureserver.net |
可以看到，经过了 22 个节点的转发后，最终到达了 Godaddy 服务器。也就是说，你电脑发出的 IP 报文的 TTL 至少要大于等于 22 才能抵达 Godaddy，否则就会中道崩殂。
接下来，咱们来看一下，这一路都去了哪里？
1-2
数据包从我的计算机发出后，遇到的第一个转发节点就是我的本地局域网网关：192.168.1.1。表示我的局域网网关地址。
这之后第二个节点还是局域网的地址，由此可见，我所在的网络格局，经过了两级局域网路由转发才上了公网。
3-4
第三个转发节点是一个公网地址：59.51.187.65、61.189.177.61，查了一下发现位于贵州省贵阳市的IP。
5
接下来的第五个路由节点就有点迷了，三个时间点都是 *，tracert 显示请求超时。
出现这个意味着 tracert 程序在将 TTL 设置为 5 后，没有收到通知，或者等待的时间太久。
网络中的有一些节点出于安全考虑可能并不会发送超时通知。
如此一来，tracert 便无法知道这第四个节点到底是谁。
6
第六个节点时：202.97.94.122，到了广东广州了。
7
第七个节点和第五个一样，也看不到。
8
第八个节点：出国了。
接下来看一下，这是一条什么样的路径呢？
ChinaNet
网络数据包出了咱们本地的局域网后，就会通过电信运营商提供的城域网最终接入到更大的骨干网。
中国大陆地区的民用骨干网主要有四个：
其中中国电信的 163 骨干网和中国联通的 169 骨干网是最主要的两个骨干网，承载了中国互联网绝大多数的流量。
我所在的网络，最后接入的就是中国电信的 163 骨干网，下面是 163 骨干网的一个大致网络拓扑图。
163 骨干网在全国总共有 9 个核心节点：
- 超级核心：北京、上海、广州
- 普通核心：天津、西安、南京、杭州、武汉、成都
9 个核心节点各自负责中国大陆的一部分区域。
在北京、上海、广州三个超级核心下还挂有国际网间互联设备（X 路由器） ，ChinaNet 通过 X 路由器与世界上其他运营商互联和流量互访。
因此，通过 163 网络出国，必然经过北上广三个核心节点之一。
GitHub 的服务器位于美国，对于一个要出国的数据包，它在出国前的大致旅程是这样的：
- 本地局域网 -> 市级网络 -> 省级网络 -> 核心节点 -> 国际出口 -> 境外接入点
这个过程跟我们上面 tracert 追踪到的路径是吻合的。
想不到吧，就那么一回车，数据包竟然就跑了这么多地方，计算机网络真是一个神奇的玩意。
原创文章，作者：蓝洛水深，如若转载，请注明出处：https://blog.lanluo.cn/10590
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