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tags: [计算机网络, ping, traceroute, ss, telnet, nc, netstat]
create time: 2026-05-18 04:45
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# 连通性与状态探测工具
## 概述
排查网络问题时，正确的第一步是判断"到底通不通"。本章覆盖从物理连通性到应用端口层的基础探测工具。
## ping —— ICMP Echo Request/Reply
### 基本用法速查
```bash
$ ping -c 4 example.com # 发 4 个包后自动停止
$ ping -i 0.2 example.com # 每 0.2s 发一个（需 root）
$ ping -s 1472 example.com # 载荷 1472 bytes (接近 MTU 1500)
$ ping -t 64 example.com # 指定初始 TTL
$ ping -q example.com # 静默模式，仅显示统计摘要
$ ping -W 2 example.com # 每个包的超时等待 2 秒
```
### 解读输出指标
```
PING example.com (93.184.216.34) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 93.184.216.34: icmp_seq=1 ttl=56 time=14.2 ms
64 bytes from 93.184.216.34: icmp_seq=2 ttl=56 time=13.8 ms
--- example.com ping statistics ---
packets transmitted: 2 # 发送包数
packet loss: 0% # 丢包率
rtt min/avg/max/mdev = 13.8/14.0/14.2/0.2 ms # 往返时间统计
```
| 指标 | 含义 | 合格阈值 |
|------|------|---------|
| packet loss | 丢包率 | 0% ~ 0.1%（局域网不应有丢包）|
| rtt avg | 平均 RTT | LAN < 1ms / 同城 < 20ms / 跨省 30-80ms / 跨洋 80-150ms |
| mdev | RTT 标准差 | < 5ms 正常；抖动大说明拥塞或不稳定 |
> [!warning] ping 不通 ≠ 网络故障
>
> 很多服务器禁用了 ICMP Echo Reply（防火墙策略），此时 ping 不通不代表服务不可用。需要结合 `telnet port` 或 `curl` 综合判断。
```bash
# Linux 内置的 ICMP 防御（防 DDoS flood）
$ sysctl net.ipv4.icmp_ratelimit=1000 # 每秒最多处理 1000 个 ICMP 包
$ sysctl net.ipv4.icmp_ratemask=65535 # 允许的 ICMP 类型掩码
$ sysctl net.ipv4.icmp_echo_ignore_all=1 # 完全忽略所有 ping（极端场景）
```
## telnet / nc —— 端口连通测试
### telnet —— 最原始的端口探测
```bash
# 纯测试端口是否开放
$ telnet example.com 80
Trying 93.184.216.34...
Connected to example.com. # ← Connected = 端口开放 ✅
Escape character is '^]'.
# 手动发 HTTP 请求测试
GET / HTTP/1.1
Host: example.com
User-Agent: Mozilla/5.0
Accept: */*
(blank line 回车)
HTTP/1.1 200 OK # ← 收到响应 = 链路完整 ✅
Content-Type: text/html
...
```
### nc (Netcat) —— 更强大的瑞士军刀
```bash
# 仅测试端口连通 (-z = zero-I/O 模式)
$ nc -zv example.com 80
Connection to example.com port 80 [http] succeeded! # ✅ TCP 3次握手成功
$ nc -zv example.com 443
Connection to example.com port 443 [https] succeeded! # ✅
$ nc -zv example.com 8443
nc: connect to example.com port 8443 (tcp): Connection refused # ❌
# 发送数据并等待响应
$ echo "GET / HTTP/1.1\r\nHost: example.com\r\n\r\n" | nc -w 2 example.com 80 | head -5
# DNS 反向查询
$ nc -dvl 0.0.0.0 12345 # 监听模式
$ nc -u -z localhost 53 # UDP 端口测试 (DNS 常用)
```
## ss —— 连接状态快照（取代 netstat）
### ss 基础用法
```bash
# 查看所有 TCP 连接（数字格式，不解析域名）
$ ss -tan
State Recv-Q Send-Q Local Address:Port Peer Address:Port Process
ESTAB 0 0 192.168.1.10:45678 93.184.216.34:443 users:(("chrome",pid=1234,fd=42))
SYN-SENT 0 1 192.168.1.10:54321 10.0.0.1:8080 # 正在尝试握手
LISTEN 0 128 0.0.0.0:80 0.0.0.0:* users:(("nginx",pid=5678,fd=6))
TIME-WAIT 0 0 192.168.1.10:443 93.184.216.34:52341 # 等待 2MSL
# 查看特定端口的监听
$ ss -tlnp sport = :80
LISTEN 0 128 0.0.0.0:80 0.0.0.0:* users:(("nginx",pid=5678,fd=6))
# 查看所有 TIME_WAIT 连接数（高并发服务器常见问题）
$ ss -tan state time-wait | wc -l
1247
# 查看某进程的所有连接
$ ss -tnp | grep nginx | wc -l
# 诊断 CLOSE_WAIT 堆积（⚠️ 代码 Bug！）
$ ss -tan state close-wait
CLOSE-WAIT 0 0 server:8080 client:54321 # ← 对端已关闭，本地未 close()!
```
### ss 状态速查表
| ss 状态 | 含义 | 严重程度 |
|---------|------|---------|
| ESTABLISHED | 正常通信中 | ✅ 正常 |
| LISTEN | 等待接受连接 | ✅ 正常 |
| SYN-SENT | 客户端发出的 SYN 未收到回复 | ⚠️ 检查对端是否存活 |
| SYN-RECV | 收到 SYN 但未完成三次握手 | ⚠️ 可能 SYN Flood |
| TIME-WAIT | 己方主动关闭后等待 2MSL | ⚠️ 可调 tcp_tw_reuse |
| CLOSE-WAIT | 对端关闭但己方未 close() | 🔴 **Bug！** 检查代码 |
| LAST-ACK | 等待最后一个 ACK | ⚠️ 短暂状态，持续则异常 |
| CLOSING | 同时关闭，互等对方 ACK | ⚠️ 罕见 |
```bash
# 按状态过滤
$ ss -tan state established # 仅已建立
$ ss -tan state syn-sent # 仅半连接中
$ ss -tan state closing # 仅 CLOSING
# 按源/目标 IP 过滤
$ ss -tn daddr 10.0.0.0/8 # 只看内网连接
$ ss -tn src :80 # 只看来自 80 端的
```
> [!tip] ss vs netstat
> `ss` 使用 netlink socket 替代 `/proc/net/tcp`，速度更快、信息更全。Linux 5.x+ 系统上 netstat 已被标记为 deprecated。
## traceroute —— 逐跳路径探测
### 三种实现方式
```bash
# UDP 模式（默认）—— 向高端口发 UDP 包递增 TTL
$ traceroute -n example.com
1 192.168.1.1 0.5ms 0.3ms 0.4ms
2 10.0.0.1 10.2ms 9.8ms 10.1ms
12 93.184.216.34 45.1ms 44.8ms 45.0ms
# ICMP 模式（更可靠，不容易被防火墙拦截）
$ traceroute -I example.com
# 现代替代：tracepath（不需要 root，自动 PMTUD）
$ tracepath example.com
1: 192.168.1.1 0ms reached
2: 10.0.0.1 10ms
...
12: 93.184.216.34 45ms Ascent peak pmtu 1452
```
### traceroute 原理
```mermaid
flowchart LR
P1["TTL=1 → 第1跳路由器
回 ICMP Time Exceeded"] -->|"RTT₁"| R1["第1跳: 192.168.1.1"]
P2["TTL=2 → 第2跳路由器
回 ICMP Time Exceeded"] -->|"RTT₂"| R2["第2跳: 10.0.0.1"]
P3["TTL=N → 到达目标
回 ICMP Port Unreachable"] -->|"RTTN"| Rn["目的地: 93.184.216.34"]
style R1 fill:#DDA0DD,color:#000
style R2 fill:#FFD700,color:#000
style Rn fill:#98FB98,color:#000
```
```bash
# 识别路由问题
$ traceroute -n 8.8.8.8
...
5 * * * # ← 这里丢了？→ 路由器禁了 ICMP
6 * * * # ← 可能是运营商之间互联点
7 108.170.xxx.xxx 50ms 48ms 51ms # ← 回到 Google 边缘
# Windows 等价命令
tracert 8.8.8.8
# macOS 等价命令
traceroute 8.8.8.8
```
## 排错黄金思路回顾
```
问题: 无法访问服务
↓
ping 通吗？ → 否 → traceroute 定位断在哪一跳
↓ 是
telnet port 通吗？ → 否 → 检查防火墙/selinux → ss 看是否监听
↓ 是
curl 正常吗？ → 否 → 应用层问题 → 读日志
↓ 是
浏览器缓存/Cookie/Header 问题
```
## 关联笔记
- [[hhs/NETWORK/ICMP与Ping-Traceroute]] — ping/traceroute 的协议底层原理
- [[hhs/NETWORK/TCP三次握手与四次挥手]] — ss 中看到的状态都对应 TCP 状态机中的某个节点
- [[hhs/NETWORK/DNS与DHCP与WebSocket]] — DNS 解析慢会影响 ping/curl 的表现
- [[hhs/NETWORK/抓包HTTPDNS诊断工具]] — 进一步分析可用 tcpdump/curl/dig