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domingo, 19 de octubre de 2008
tracert www.google.es -dSeguro que todos habéis utilizado en alguna ocasión el comando tracert (o traceroute en Linux) con objeto de conocer el camino que siguen los paquetes de información para llegar desde vuestro equipo a cualquier otro host de una red. Sin embargo, es posible que más de uno no haya tenido ocasión de ver lo sencillo que resulta desarrollar un componente que realice esta misma tarea usando tecnología .NET, y lo divertido que puede llegar a ser desarrollar utilidades de red de este tipo.

En esta serie de posts vamos a desarrollar, utilizando C#, un componente simple de trazado de rutas de red. La elección del lenguaje es pura devoción personal, pero lo mismo podría desarrollarse sin problema utilizando Visual Basic .NET. En cualquier caso, el ensamblado resultante podrá ser utilizado desde cualquier tipo de aplicación soportado por el framework, es decir, sea escritorio, consola o web, y, como es obvio, independientemente del lenguaje utilizado para su creación.

Pero comencemos desde el principio...

Un poco de teoría: ¿cómo funciona un traceroute?

El objetivo de los trazadores de rutas es conocer el camino que siguen los paquetes desde un equipo origen hasta un host destino detectando los sistemas intermediarios (gateways) por los que va pasando. La enumeración ordenada de dichos sistemas es lo que llamamos ruta, y es el resultado de la ejecución del comando tracert o traceroute.

Para conseguir obtener esta información, como veremos después, se utiliza de forma muy ingeniosa la capacidad ofrecida por el protocolo IP para definir el tiempo de vida de los paquetes. Profundizaremos un poco en este concepto.

El TTL (Time To Live) es un campo incluido en la cabecera de todos los datagramas IP que se mueven por la red, y es el encargado de evitar que éstos circulen de forma indefinida si no encuentran su destino.

Cuando una aplicación crea un paquete IP, se le asigna un valor inicial al TTL del encabezado del mismo. El valor puede venir definido por el sistema operativo en función del protocolo concreto (TCP, UDP...), o incluso ser asignado por el propio software que lo origine. En cualquier caso, el tiempo se indica en segundos de vida, aunque en la práctica indicará el número de veces que será procesado el paquete por los dispositivos de enrutado que atravesará durante su recorrido.

Cuando este paquete se envía hacia un destino, al llegar al primer gateway de la red, éste analizará su cabecera para determinar su ruta y encaminarlo apropiadamente, y a la misma vez decrementará el valor del TTL. De ahí atravesará otra red hasta llegar al siguiente gateway de su ruta, que volverá a hacer lo mismo. Eso sí, cuando un dispositivo encaminador de este tipo detecte un paquete con un TTL igual a cero, lo descartará y enviará a su emisor original un mensaje ICMP con un código 11 ("time exceed"), que significa que se ha excedido el tiempo de vida del paquete.

El siguiente diagrama muestra un escenario en el que un paquete es enviado con un TTL=3, y cómo es descartado antes de llegar a su destino:

TTL en acción

Volviendo al tema del post y a algo que adelanté anteriormente, el traceroute utiliza de forma muy ingeniosa el comportamiento descrito, siguiendo el procedimiento para averiguar la ruta de un paquete que se detalla a continuación:
  1. Envía un paquete ICMP Echo al destino con un TTL=1. Este tipo de paquetes son los enviados normalmente al realizar un ping a un equipo.
  2. El primer dispositivo enrutador al que llega el paquete decrementa el TTL, y dado que es cero, descarta el paquete y envía el mensaje ICMP informando al emisor que el paquete ha sido eliminado.
  3. El emisor, al recibir este aviso, puede considerar que el remitente del mismo es el primer punto de la ruta que seguirá el paquete hasta su destino.
  4. A continuación, vuelve a intentarlo enviando de nuevo un ICMP Echo al destino, esta vez con un TTL=2.
  5. El paquete pasa por el primer enrutador, que transforma su TTL en 1 y lo envía a la red apropiada.
  6. El segundo enrutador detecta que debe encaminar el paquete y éste tiene un TTL=1 y al decrementarlo será cero, por lo que lo descarta, enviando de vuelta el mensaje "time exceed" al emisor original.
  7. Desde el origen, a la recepción de este mensaje ICMP, se almacena su remitente como segundo punto de la ruta.
  8. Y así sucesivamente, se realizan envíos con TTL=3, 4, ... hasta llegar al destino, momento en el que recibiremos la respuesta a la solicitud de eco enviada (un mensaje de tipo ICMP Echo Reply), o hasta superar el número máximo de saltos que se haya indicado (por ejemplo, usando la opción tracert -h N en Windows)
Según este procedimiento, el pseudocódigo de nuestro sistema de trazado sería algo como el siguiente:
Función Trace(DEST)
Inicio
ttl = 1
Hacer
Enviar ICMP_ECHO_REQUEST al host DEST con TTL=ttl
Si recibimos un TIME_EXCEED desde el host X,
o bien recibimos un ICMP_ECHO_REPLY desde X, entonces
El host X forma parte de la ruta
Fin
Incrementa ttl
Mientras Respuesta <> ICMP_ECHO_REPLY Y ttl<MAXIMO
Fin
 
WinNTraceEn la próxima entrega veremos cómo implementar todo esto en .NET. Concretamente, desarrollaremos un componente que contendrá toda esta lógica, y tres aplicaciones que lo utilizarán: una de consola, una web en ASP.NET y una de escritorio.

Publicado en: www.variablenotfound.com.

Estos contenidos se publican bajo una licencia de Creative Commons Licencia Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 3.0 España de Creative Commons

3 Comentarios:

Leonardo Micheloni dijo...

Hola José María, que interesante artículo, yo hace un tiempo (5 años más o menos) hice una suerte de ARP poison con .net para una materia de reder de la facultad utilizando WinpCap, me gustaría saber cómo harás para controlar el TTL de los paquetes desde .net. Saludos, Leonardo.

José M. Aguilar dijo...

Hola, Leonardo. Ante todo, gracias por comentar.

En unos días tendré lista la segunda parte del post... de todas formas, te adelanto que es posible manipular el TTL indicándolo expresamente en las opciones del ICMP al enviar un ping.

Pero lo dicho, en unos días lo vemos en detalle.

Un saludo.

Mariana Gonzales dijo...

Si estan interesados en hacer intercambio de enlaces (tecnologia, informatica, relacionados)contactame en link.exchange.mariana@gmail.com