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前言

面試靈魂一問：說說對 IP 數據報中 TTL 的理解？我們都知道，IP 數據報由首部和數據兩部分組成，首部又分為兩部分：固定部分和可變部分，共占 20 字節，而即將討論的 TTL 就位于首部的固定部分，這個 TTL 指的就是數據報在網絡環境中的“生存時間”。

理解

TTL 是“生存時間”的英文縮寫（Time To Live），共占 8 位，由發出數據報的源點進行設置，目的是為了防止無法交付的數據報無限制存在于互聯網中，從而耗費網絡資源。TTL 最初的設計是以“秒”為單位，數據報每進過一個路由器就把 TTL 減去數據報在路由器所消耗的時間。當 TTL 值減為 0 時，就丟棄這個數據報。

而現在的計算機網絡中 TTL 的單位已經不再是“秒”，而是“跳數”，其含義就是數據報在互聯網中可以經過的路由器數量，由于 TTL 占 8 位，因此，數據報可在互聯網中可經過的路由器數量的最大值為 255。

不同操作系統中，默認的 TTL 不一樣，常見默認值如下：

操作系統 / 設備	默認 TTL 值
Windows	128
Linux / Unix	64
Cisco 路由器	255
Solaris	255
FreeBSD / macOS	64
Android	64

TTL 默認值是否可修改？答案是“可以”，以 Linux 系統為例。

查看當前值：

cat /proc/sys/net/ipv4/ip_default_ttl

臨時修改：

echo 128 > /proc/sys/net/ipv4/ip_default_ttl

永久修改：

echo 'net.ipv4.ip_default_ttl = 128' >> /etc/sysctl.conf
sysctl -p

那如何直觀理解 TTL 跳數？我們繼續舉個例子，比如我 ping www.baidu.com

上圖顯示 TTL=52 表示 ICMP 數據報經過了 64 - 52 = 12 個路由器。

驗證是不是 12 個路由器：

[root@ism ~]# traceroute -T www.baidu.com
traceroute to www.baidu.com (183.2.172.17), 30 hops max, 60 byte packets1  _gateway (172.17.10.1)  0.482 ms * *2  192.168.11.1 (192.168.11.1)  0.418 ms * *3  * * *4  * * *5  * * *6  * * *7  113.96.4.234 (113.96.4.234)  38.721 ms * *8  * * *9  14.29.117.178 (14.29.117.178)  30.439 ms  32.970 ms  34.381 ms
10  * * *
11  * * *
12  * * *
13  183.2.172.17 (183.2.172.17)  34.743 ms  35.205 ms *

在 traceroute 輸出中，最后成功到達目標主機 183.2.172.17 是在第 13 跳

說明：

172.17.10.1：這是我本地的三層交換機，具備網絡層，所以這里 TTL 會 -1

192.168.11.1：這是我本地的路由器，這里 TTL 也會 -1

所以：

• 數據報在到達目標前經過了 12 個路由器（即跳數為 12）；
• 第 13 個 TTL 的數據包才到達目標主機；
• TTL 初始值如果是 64，那么最終在目標返回時，你會在 ping 等工具里看到 ttl=52（64 - 12），如上圖所示；
• 實際中，跳數大于 30 就很少見了，一般公網路徑 10~20 跳是常見范圍。