ICMP, ping, traceroute — network-এর stethoscope

লক্ষ্য: traceroute-এর মূল কৌশল — TTL বাড়িয়ে বাড়িয়ে প্রতিটা router-কে time-exceeded বলতে বাধ্য করা — নিজের হাতে implement করা, কোনো scapy/library ছাড়া, খাঁটি stdlib দিয়ে।

Privilege caveat: raw ICMP socket তৈরিতে root লাগে। চালাবেন sudo python3 mini_trace.py example.com দিয়ে; sudo ছাড়া চালালে প্রোগ্রামটা নিজেই ব্যাখ্যা করে বন্ধ হবে।

import socket, struct, select, sys, time

DEST_PORT = 33434          # traceroute convention
PROBE_TTL_MAX = 20
TIMEOUT = 2.0

def icmp_socket():
    # SOCK_RAW + IPPROTO_ICMP => শুধু ICMP দেখবে; sudo/root লাগে
    s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_RAW, socket.IPPROTO_ICMP)
    s.settimeout(TIMEOUT)
    return s

def inner_source(icmp_bytes):
    """time-exceeded-এর payload-এ থাকা original IP header থেকে src IP"""
    orig = icmp_bytes[8:]                    # ICMP header 8 byte পরে original packet
    if len(orig) >= 24:
        ihl = (orig[0] & 0x0F) * 4           # original IP header-এর দৈর্ঘ্য
        if len(orig) >= ihl + 16:
            return socket.inet_ntoa(orig[ihl + 12 : ihl + 16])
    return None

def main(target):
    dst_ip = socket.gethostbyname(target)
    print(f"trace to {target} ({dst_ip}), max {PROBE_TTL_MAX} hops")
    icmp = icmp_socket()
    udp = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

    for ttl in range(1, PROBE_TTL_MAX + 1):
        udp.setsockopt(socket.IPPROTO_IP, socket.IP_TTL, ttl)
        udp.sendto(b"kilo-probe", (dst_ip, DEST_PORT))
        t0 = time.monotonic()

        reached = False
        deadline = t0 + TIMEOUT
        while True:
            remain = deadline - time.monotonic()
            if remain <= 0:
                print(f"{ttl:>2}  *  (timeout)")
                break
            r, _, _ = select.select([icmp], [], [], remain)
            if not r:
                continue
            data, addr = icmp.recvfrom(512)
            # BSD-তে raw socket IP-header-সহ দেয়, Linux-এও প্রায়ই দেয় —
            # version nibble দেখে ICMP-র শুরু বের করি
            off = (data[0] >> 4) == 4 and (data[0] & 0x0F) * 4 or 0
            itype, icode = data[off], data[off + 1]
            rtt = (time.monotonic() - t0) * 1000
            if itype == 11 and icode == 0:
                hop_ip = addr[0] if addr else inner_source(data[off:])
                print(f"{ttl:>2}  {hop_ip}   {rtt:7.2f} ms")
                break
            if itype == 3:                   # destination unreachable family
                print(f"{ttl:>2}  {addr[0]}   {rtt:7.2f} ms  !  (unreachable code={icode})")
                reached = True
                break
            if itype == 0:                   # কেউ echo-reply দিল (কিছু host করে)
                print(f"{ttl:>2}  {addr[0]}   {rtt:7.2f} ms  (echo reply)")
                reached = True
                break
        if reached:
            break

if __name__ == "__main__":
    try:
        main(sys.argv[1] if len(sys.argv) > 1 else "example.com")
    except PermissionError:
        print("raw socket-এর জন্য root দরকার:  sudo python3 mini_trace.py <host>")

প্রত্যাশিত output-এর আকার:

$ sudo python3 mini_trace.py example.com
trace to example.com (93.184.216.34), max 20 hops
 1  192.168.1.1      1.31 ms
 2  100.64.0.1       9.02 ms
 3  203.0.113.9     12.47 ms
 4  *  (timeout)
 5  93.184.216.34   11.88 ms  !  (unreachable code=3)

শেষ লাইনের code=3 মানে destination নিজে port-unreachable দিয়ে বলেছে “আমি এখানেই, এই port-এ কেউ নেই” — ঠিক আসল traceroute-এর default UDP mode যেভাবে শেষ হয়।

নিজে বাড়ান:

1. প্রতি TTL-এ ৩টা probe পাঠিয়ে min/avg/max দেখান (আসল traceroute-এর মতো)
2. Reverse-DNS যোগ করুন — socket.gethostbyaddr() দিয়ে hop name
3. -I mode যোগ করুন: একই ICMP socket-এ type-8 echo পাঠিয়ে reply-র অপেক্ষায়; শেষ hop তখন echo-reply দিয়ে শেষ হবে