トレースルートとは？

紹介

トレースルート（Traceroute）は、IPネットワーク上でパケットが送信元から宛先までの経路を理解するのに役立つ包括的なネットワーク診断ツールです。 トレースルートは、ネットワーク・パフォーマンス、ルーティングの問題、潜在的な障害点に関する貴重な洞察を提供します。
この記事では、traceroute の仕組み、ネットワーク管理における重要性、効果的に使用するためのベストプラクティスについて説明します。

トレースルートとは？

Tracerouteはネットワーク診断ユーティリティで、パケットがソースコンピュータから宛先ホストに到達するまでの経路を追跡します。
パスに沿って各ホップを表示し、各ホップにかかった時間も表示するため、ネットワークのボトルネックやルーティングの問題を特定するのに役立ちます。
トレースルートは、TTL（Time to Live）値が徐々に増加する一連のパケットを送信し、経路上の各ルーターの応答時間を記録することによって機能します。

トレースルートの仕組み

• トレースルートを開始する：tracerouteコマンドを実行すると、TTL値
  1.このパケットは最初のルーター（ファーストホップ）に到達し、ルーターはTTLを1減らしてTTLを0にする。
  その後、ルーターはパケットを破棄し、「Time Exceeded」ICMPメッセージを送信元に送り返す。
• インクリメンタルTTL：Tracerouteは次のパケットをTTL 2で送信し、2番目のルーターに到達してから破棄される。
  このプロセスは、後続のパケットごとにTTL値を1ずつ増加させながら続きます。
• ルートと時間の記録Time Exceeded “メッセージで応答する各ルーターについて、tracerouteはルーターのIPアドレスとラウンドトリップタイム（RTT）を記録する。
  このプロセスは、パケットが宛先ホストに到達するか、最大TTL値に達するまで続きます。
• 最終目的地：パケットが最終宛先に到達すると、宛先に到達したことを示すICMP「Echo Reply」メッセージを送り返す。

トレースルートコマンドの使用

tracerouteコマンドは多くのオペレーティングシステムで利用可能で、コマンドラインインターフェイスから直接実行できる。
使い方は以下の通り：

Windows/Unix/Mac コマンドプロンプト：

トレースルート example.com

tracerouteコマンドを実行すると、以下のような出力が表示される：

example.com（93.184.216.34）へのトレースルート、最大30ホップ、60バイトパケット

1 192.168.1.1 (192.168.1.1) 2.123 ms 1.953 ms 2.054 ms

2 10.10.10.1 (10.10.10.1) 5.234 ms 4.567 ms 4.789 ms

3 172.16.0.1 (172.16.0.1) 12.345 ms 11.987 ms 12.456 ms

4 93.184.216.34 (93.184.216.34) 24.678 ms 23.789 ms 24.123 ms

トレースルート結果の解釈

• ホップ：traceroute出力の各行はホップを表し、これはパケットがあるネットワークデバイス（通常はルーター）から別のデバイスに渡されるポイントである。
• IPアドレス：各ホップのIPアドレスが表示され、パケットがネットワークを通過する経路を示します。
• ホスト名：IPアドレスに加えて、tracerouteは、各IPアドレスに関連するホスト名を表示することができ、各ネットワークデバイスに関するより多くのコンテキストを提供します。
• ラウンドトリップタイム（RTT）：パケットが各ホップに移動し、ソースに戻るまでの時間をミリ秒（ms）で測定したもの。
  平均値を提供するために、各ホップについて複数のRTT測定値が示される。
• アスタリスク (*)：RTT値の代わりにアスタリスクが表示された場合は、ホップがタイムアウト時間内に応答しなかったことを意味します。
  これはパケットロス、フィルタリング、またはファイアウォールによる制限を意味します。

ICMPパケットとトレースルート

トレースルートは、主にICMPパケットを使用して、ネットワークを通過するパケットの経路を追跡します。
各ICMPパケットにはヘッダーとペイロードが含まれる。
ヘッダーには、ICMPメッセージのタイプ、コード、チェックサム、識別子などの情報が含まれます。
ペイロードには、tracerouteツールがパケットの識別と追跡に使用する追加データが含まれています。

ネットワーク管理におけるトレースルートの重要性

• ネットワークのボトルネックの特定Tracerouteは、ネットワークの輻輳やハードウェアの問題を示す可能性のある、パスに沿って遅いまたは応答しないルータを識別するのに役立ちます。
• ルーティング問題の診断tracerouteは、パケットが通る経路を表示することで、ネットワークの問題を引き起こしている可能性のある最適でないルーティングや誤った設定を明らかにすることができます。
• ネットワーク・パフォーマンスの監視tracerouteを定期的に使用することで、ネットワーク管理者はネットワークのパフォーマンスと健全性を監視し、データが効率的に流れるようにすることができます。
• 接続性の問題のトラブルシューティング：ユーザーが接続性の問題を報告する場合、tracerouteは、ローカルネットワーク内、ISP、または宛先のいずれで問題が発生しているかを特定するのに役立ちます。
• 待ち時間の分析：各ホップへの RTT を測定することにより、traceroute はパスに沿ってどこで待ち時間が発生するかについての洞察を提供し、パフォーマンスの問題を特定して解決するのに役立ちます。

よくある問題と解決策

• 高いRTT値：特定のホップのRTT値が一貫して高い場合、ネットワークの輻輳またはルーターの故障を示す可能性があります。
  影響を受けたホップを調査し、必要に応じてトラフィックの再ルーティングを検討してください。
• パケットロス：トレースルート出力のアスタリスクはパケットロスを示す。
  これは、ネットワークの輻輳、フィルタリング、またはハードウェアの故障が原因である可能性があります。
  パケットロスの原因を調査し、是正措置を講じてください。
• タイムアウト：宛先に到達する前にtracerouteがタイムアウトする場合、ファイアウォールやセキュリティポリシーがICMPトラフィックをブロックしている可能性があります。
  ネットワーク設定を確認し、ICMPトラフィックが許可されていることを確認してください。
• 到達不能な宛先：tracerouteの結果、宛先が到達不能と表示された場合は、ルーティングの問題、不正なIPアドレス、またはトラフィックをブロックしている可能性のあるファイアウォールの設定を確認してください。

トレースルートのベストプラクティス

• 定期的なモニタリング：tracerouteを定期的に使用してネットワーク・パフォーマンスを監視し、潜在的な問題がユーザーに影響を与える前にトラブルシューティングを行います。
• 結果を比較：異なる場所と時間からトレースルートを実行して、ネットワーク・パフォーマンスを総合的に表示し、断続的な問題を特定します。
• 調査結果を文書化する：時間の経過とともに記録されるネットワーク・パフォーマンス・メトリクスの変化を追跡し、繰り返し発生する問題を特定するために、トレースルートの結果を記録しておきます。
• 他のツールと組み合わせる：tracerouteは、pingやネットワークアナライザなどの他のネットワーク診断ツールと組み合わせて使用することで、ネットワークの健全性を完全に把握することができます。

高度なトレースルートのオプション

Tracerouteには、より詳細な情報を提供したり、特定のニーズに合わせてコマンドを調整したりできる様々なオプションが用意されている：

ICMPトレースルート：UDPパケットの代わりにICMPエコー・リクエスト・パケットを使用するには、-Iオプション（Linuxの場合）を使用します。

traceroute -I example.com

TCPトレースルート：TCPパケットを使うには、-Tオプション（Linuxの場合）を使う。

traceroute -T example.com

最大ホップ数：mオプションを使用して、トレースする最大ホップ数を指定する。

traceroute -m 20 example.com

タイムアウト：各プローブのタイムアウトを設定するには、-w オプションを使用する。

traceroute -w 2 example.com

IPv6とトレースルート

TracerouteはIPv6にも対応しており、ネットワーク管理者はIPv6ネットワークにおけるルーティングの問題を診断することができる。
IPv6トレースルートのコマンドには通常、Linuxのtraceroute6のようにIPv6を指定するオプションが含まれている。

traceroute6 example.com

トレースパストレースルートに代わるもの

Tracepathは、Linuxシステムで利用可能なtracerouteに似た別のネットワーク診断ツールである。
パケットが宛先まで辿った経路をトレースすることで動作するが、スーパーユーザー権限を必要としない。
Tracepathは自動的に最大TTL値を決定し、IPv4とIPv6に使用できる。

ノードとトレースルート

tracerouteのコンテキストでは、ノードは、ソースから宛先に横断するパケットを処理する個々のルータまたはネットワークデバイスを指します。
各ノードはtraceroute出力のホップを表し、ネットワークの構造とパフォーマンスに関する洞察を提供します。

トレースルートの機能

Tracerouteの主な機能は、パケットがネットワークを通過する経路をマッピングし、各中間ノード（ルーター）をハイライトし、各中間ノードまでの遅延を測定することです。
この情報は、ネットワーク管理者が遅延や問題が発生している場所を理解するのに役立ち、ネットワーク問題の迅速な診断と解決を促進します。

インターネット制御メッセージプロトコル（ICMP）

トレースルートは、診断機能を実行するためにインターネット制御メッセージプロトコル（ICMP）を使用することができます。
ICMPは、エラーメッセージの送信や、ネットワークサービスが利用可能か、ルーターに到達可能かを示す運用情報の送信に不可欠です。
ICMPを活用することで、tracerouteはネットワーク上のパケットの経路やパフォーマンスに関する詳細な情報を提供することができます。

結論

トレースルートは、ネットワーク管理者やIT専門家にとって不可欠なツールとなっている。
これは、ネットワーク・パケットの経路とパフォーマンスに関する重要な洞察を提供します。
traceroute がどのように動作し、その結果をどのように解釈するかを理解することで、ネットワークの問題を効果的に診断および解決し、最適なパフォーマンスと信頼性を確保することができます。
traceroute を定期的に使用し、ベスト・プラクティスや高度なオプションと組み合わせることで、健全で効率的なネットワーク・インフラストラクチャを維持することができます。