Beim Durchführen von Netzwerktests mit dem Befehl ping auf einem Linux- oder Windows-Betriebssystem können Sie über TTL-Daten (Time To Live oder Lebenszeit) verfügen.
TTl ist ein Parameter, der angibt, dass die Lebensdauer eines Netzwerkpakets begrenzt ist, wenn es über das Netzwerk weitergeleitet wird. Die Quintessenz ist, dass jeder Router, wenn er auf ein Paket trifft, den TTL-Wert reduziert und weiterleitet. Auf diese Weise vermeidet die TTL einzelne Pakete, die endlos durch das Netzwerk wandern können.
Wenn die TTL Null erreicht, wird das Paket aus dem Netzwerk entfernt und mit einer Fehlermeldung (ICMP Time Exceeded) an den Absender zurückgesendet. Die Verwendung von TTL ermöglicht die Erkennung von Routingschleifen und verhindert ein unkontrolliertes Wachstum des Datenverkehrs im Netzwerk.
Beim Ping erhalten Sie möglicherweise Daten über die TTL des Pakets, das gesendet wurde, und die Lieferzeit des Pakets. Wenn Sie den TTL-Wert kennen, können Sie ungefähr die Anzahl der Router ermitteln, die ein Paket durchlaufen hat, und die Übertragungsgeschwindigkeit schätzen.
TTL-Definition beim Ping
Wenn ein Datenpaket über das Netzwerk gesendet wird, wird der TTL-Wert vom Absender festgelegt. Jeder Zwischenknoten, durch den das Paket läuft, reduziert den TTL-Wert um eins. Wenn der TTL-Wert Null erreicht, wird das Paket verworfen und der Absender erhält eine Fehlermeldung als ICMP-Benachrichtigung (Internet Control Message Protocol).
Durch die Verwendung von TTL beim Ping können Sie die Route definieren, die einem Paket vom Absender zum Empfänger folgt. Jeder Hop ist ein Zwischenknoten oder Computer im Netzwerk, durch den das Paket auf dem Weg zu seinem Ziel verläuft. Bei der Ausgabe von Ping-Ergebnissen werden in der Regel die Anzahl der Hops, die Durchlaufzeit des Stapels zwischen den Hops und die Gesamtantwortzeit (Ping time) angezeigt.
| Hop | IP-Adresse | Reaktionszeit (ms) |
|---|---|---|
| 1 | 192.168.1.1 | 5 |
| 2 | 10.0.0.1 | 3 |
| 3 | 172.16.0.1 | 2 |
| 4 | 8.8.8.8 | 10 |
Im obigen Ping-Beispiel zeigen die Ergebnisse, dass das Paket vier Hops durchlaufen hat, bevor das Ziel erreicht wurde. Der TTL-Wert kann verwendet werden, um zu bestimmen, ob das Netzwerk optimiert werden muss oder ob problematische Knoten identifiziert werden müssen.
Die Rolle der TTL im Pingprozess
Wenn eine Ping-Anforderung gesendet wird, wird sie im IP-Paket platziert und verfügt über eine TTL-Eigenschaft, die ursprünglich festgelegt wurde. Die TTL ist ein numerischer Wert, der im Paket angegeben ist und zeigt an, wie lange ein Paket leben kann und wie viele Router es durchlaufen kann.
| TTL | Die Beschreibung |
|---|---|
| 1 | Das Paket wird vom ersten Router verworfen |
| 2 | Das Paket kann nur durch zwei Router übergeben werden |
| . | Die TTL-Inkrementierung für jeden Router, durch den das Paket läuft, wird fortgesetzt |
Wenn ein Paket den Router durchläuft, wird seine TTL um eins reduziert. Wenn die TTL Null erreicht, verwirft der Router das Paket und sendet die Fehlermeldung "Time Exceeded" zurück. Dadurch kann der Ping-Absender Informationen zu den Wegpunkten abrufen, die das Paket durchlaufen hat, und die für die Lieferung benötigte Zeit ermitteln.
Daher spielt die TTL eine wichtige Rolle beim Ping-Prozess, da Sie das Paketrouting überwachen und Probleme im Netzwerk erkennen können, die mit erschöpften Ressourcen oder einer falschen Konfiguration von Routern verbunden sind.
Wie funktioniert TTL beim Ping
Wenn Sie den Befehl Ping unter Windows oder das Dienstprogramm Ping auf Unix-ähnlichen Systemen ausführen, werden TCP/IP-Pakete mit einem bestimmten TTL-Wert an den Remote-Host gesendet. Der anfängliche TTL-Wert ist normalerweise 64. Wenn Sie jeden Zwischenrouter durchlaufen, wird der TTL-Wert um 1 reduziert. Wenn der TTL-Wert Null erreicht, verwirft der Router das Paket und sendet die Time Exceeded-ICMP-Nachricht zurück.
Mithilfe des TTL-Werts können Sie die Anzahl der Paketsprünge zwischen Netzwerkknoten steuern und mögliche Fehler oder Überlastungen im Netzwerk ermitteln. Auf diese Weise können Sie auch die Route der Daten bestimmen.
Die Bestimmung des optimalen TTL-Werts kann eine Reihe von Iterationen für ein bestimmtes Netzwerk oder einen entfernten Host erfordern. Wenn die Paketlebensdauer verlängert wird, kann die Netzwerkleistung aufgrund der erhöhten Anzahl von Sprüngen, die das Paket ausführen muss, beeinträchtigt werden. Ein zu niedriger TTL-Wert kann jedoch zum Verwerfen von Paketen und zu Problemen mit der Datenzustellung führen.
Anwendung von TTL in der Netzwerkkommunikation
Jedes Netzwerkpaket, das über das Netzwerk gesendet wird, enthält ein Feld mit einem TTL-Wert, der angibt, wie viele "Sprünge" oder "Schritte" ein Paket im Netzwerk ausführen kann. Wenn jeder Router durchläuft, wird der TTL-Wert um eins reduziert. Wenn der TTL-Wert Null erreicht, wird das Paket verworfen.
Die Hauptanwendung von TTL besteht darin, das kontinuierliche Zirkulieren von Paketen im Netzwerk zu verhindern. Wenn ein Paket in einer Schleife landet, wird es endlos von einem Router zum anderen übertragen. Der TTL-Parameter ermöglicht auch die Überwachung der Lebensdauer von Daten, da sie sonst im Netzwerk "hängen" bleiben und die Bandbreite verstopfen können.
Wenn Sie einen niedrigen TTL-Wert festlegen, werden Pakete schnell verworfen, was nützlich sein kann, wenn eine schnelle Reaktion auf Datenverlust erforderlich ist oder ein langes Warten auf eine Antwort verhindert werden muss. Im Gegensatz dazu ermöglicht die Einstellung eines hohen TTL-Werts, dass Pakete lange Netzwerkrouten durchlaufen und einen entfernten Computer oder Server erreichen.
TTLS werden normalerweise auf Betriebssystemebene festgelegt, und die Standardeinstellung kann auf verschiedenen Netzwerkgeräten und Betriebssystemen unterschiedlich sein. Der Benutzer kann den TTL-Wert für ein bestimmtes Paket oder eine bestimmte Sitzung manuell mit der Netzwerkdienstprogramm-Software ändern. Wenn Sie einen Remote-Computer anpingen, setzt das Betriebssystem standardmäßig automatisch den TTL-Wert für ICMP-Pakete, die beim Senden von ICMP Echo Request-Paketen und beim Empfangen von ICMP Echo Reply verwendet werden.
