路由基础

Posted 2020-11-14 3me-linux

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了路由基础相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

基础路由：

查看 Linux 内核路由表

使用下面的 route 命令可以查看 Linux 内核路由表。

需要注意的是:route命令是在main表中进行操作的。

# route

Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface
192.168.0.0 * 255.255.255.0 U 0 0 0 eth0
169.254.0.0 * 255.255.0.0 U 0 0 0 eth0
default 192.168.0.1 0.0.0.0 UG 0 0 0 eth0

route 命令的输出项说明

输出项	说明
Destination	目标网段或者主机
Gateway	网关地址，"*" 表示目标是本主机所属的网络，不需要路由
Genmask	网络掩码
Flags	标记。一些可能的标记如下：
	U — 路由是活动的
	H — 目标是一个主机
	G — 路由指向网关
	R — 恢复动态路由产生的表项
	D — 由路由的后台程序动态地安装
	M — 由路由的后台程序修改
	! — 拒绝路由
Metric	路由距离，到达指定网络所需的中转数（linux 内核中没有使用）
Ref	路由项引用次数（linux 内核中没有使用）
Use	此路由项被路由软件查找的次数
Iface	该路由表项对应的输出接口

3 种路由类型

主机路由

主机路由是路由选择表中指向单个IP地址或主机名的路由记录。主机路由的Flags字段为H。例如，在下面的示例中，本地主机通过IP地址192.168.1.1的路由器到达IP地址为10.0.0.10的主机。

Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface
----------- ------- ------- ----- ------ --- --- -----
10.0.0.10 192.168.1.1 255.255.255.255 UH 0 0 0 eth0

网络路由

网络路由是代表主机可以到达的网络。网络路由的Flags字段为N。例如，在下面的示例中，本地主机将发送到网络192.19.12的数据包转发到IP地址为192.168.1.1的路由器。

Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface
----------- ------- ------- ----- ----- --- --- -----
192.19.12 192.168.1.1 255.255.255.0 UN 0 0 0 eth0

默认路由

当主机不能在路由表中查找到目标主机的IP地址或网络路由时，数据包就被发送到默认路由（默认网关）上。默认路由的Flags字段为G。例如，在下面的示例中，默认路由是IP地址为192.168.1.1的路由器。

Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface
----------- ------- ------- ----- ------ --- --- -----
default 192.168.1.1 0.0.0.0 UG 0 0 0 eth0

配置静态路由

route 命令

设置和查看路由表都可以用 route 命令，设置内核路由表的命令格式是：

# route [add|del] [-net|-host] target [netmask Nm] [gw Gw] [[dev] If]

其中：

add : 添加一条路由规则
del : 删除一条路由规则
-net : 目的地址是一个网络
-host : 目的地址是一个主机
target : 目的网络或主机
netmask : 目的地址的网络掩码
gw : 路由数据包通过的网关
dev : 为路由指定的网络接口

route 命令使用举例

添加到主机的路由

# route add -host 192.168.1.2 dev eth0:0
# route add -host 10.20.30.148 gw 10.20.30.40

添加到网络的路由

# route add -net 10.20.30.40 netmask 255.255.255.248 eth0
# route add -net 10.20.30.48 netmask 255.255.255.248 gw 10.20.30.41
# route add -net 192.168.1.0/24 eth1

添加默认路由

# route add default gw 192.168.1.1

删除路由

# route del -host 192.168.1.2 dev eth0:0
# route del -host 10.20.30.148 gw 10.20.30.40
# route del -net 10.20.30.40 netmask 255.255.255.248 eth0
# route del -net 10.20.30.48 netmask 255.255.255.248 gw 10.20.30.41
# route del -net 192.168.1.0/24 eth1
# route del default gw 192.168.1.1

设置包转发

在 CentOS 中默认的内核配置已经包含了路由功能，但默认并没有在系统启动时启用此功能。开启 Linux的路由功能可以通过调整内核的网络参数来实现。要配置和调整内核参数可以使用 sysctl 命令。例如：要开启 Linux内核的数据包转发功能可以使用如下的命令。

# sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1

这样设置之后，当前系统就能实现包转发，但下次启动计算机时将失效。为了使在下次启动计算机时仍然有效，需要将下面的行写入配置文件/etc/sysctl.conf。

# vi /etc/sysctl.conf

net.ipv4.ip_forward = 1

用户还可以使用如下的命令查看当前系统是否支持包转发。

# sysctl net.ipv4.ip_forward

多路径路由：

多路径路由是指一条路由可以指定多个下一跳网关，这样做的目的，有可能是出于流量均衡的考虑，也有可能是为了线路冗余备份。

如下图所示，左侧网络通过路由器RT与因特网相连，RT通过两条上行链路与两个不同的ISP同时相连：

技术分享图片

RT使用rt1和rt2作为默认网关，这样，我们可以在RT上定义一条多路径路由，该路由有多个下一跳：

ip route add default scope global nexthop via 100.100.100.1 weight 1 nexthop via 200.200.200.1 weight 2

需要注意的是，虽然这条路由有多个下一跳，但仍被视为一条路由。

同时，需要考虑的是，每次查找到该路由时候，如何确定下一跳。一般linux内核采用加权循环算法来确定下一跳网关，该算法比较简单，在分析代码的时候回讲到。

策略路由：

一般情况下，路由项是通过dest ip进行匹配的，但是，考虑到下面拓扑所示的情况：

技术分享图片

如果有下面的要求：

校园网1到校园网3的流量要经过RT1,从校园网2到校园网3的流量要经过RT2.
校园网1到因特网的流量经过DG1，从校园网2到因特网的流量经过DG2。

显然，如果通过dst ip来确定路由是无法满足上面的需求的，因此我们可以引入其它确定路由的策略，比如根据src ip，入口设备eth0, 封包的tos参数等。使用这些参数相结合来确定一条到达目的地址的路由。本例中，我们可以将入口设备和目的地址相结合作为选择路由的策略，

这就是我们说的策略路由（注意要和路由策略区分开来，这个概念涉及到代码的时候会分析）。

同时，我们来看看内核开启策略路由情况下的路由表。上面的例子中，如果内核使用单张路由表，如下所示：

Single routing table example
Ingress device	Source IP	Destination IP	Next hop	Egress device
Routes to Campuses 2 and 3 for traffic originated in Campus 1
eth0	Not specified	10.0.3.0/24	10.0.0.10 (RT1)	eth2
eth0	Not specified	10.0.2.0/24	Not specified	eth1
Routes to Campuses 1 and 3 for traffic originated in Campus 2
eth1	Not specified	10.0.3.0/24	10.0.0.20 (RT2)	eth2
eth1	Not specified	10.0.1.0/24	Not specified	eth0
Default routes for Campus 1 and Campus 2
eth0	Not specified	0.0.0.0/0	10.0.0.11 (DG1)	eth2
eth1	Not specified	0.0.0.0/0	10.0.0.21 (DG2)	eth2

如果确定路由的时候，所用的策略更多，那么这张路由表中的选项会更多。这样带来的弊端是路由表不易维护，查找更费时。因此，可以根据路由策略维护多张不同的路由表，如不同的入口设备维护一张路由表，如下面表格所示：

Traffic coming in on eth0 is checked against Routing Table 1 (Table 31-2).
Traffic coming in on eth1 is checked against Routing Table 2 (Table 31-3).

Table 31-2. RT1 used to route traffic from Campus 1
Destination IP	Next hop	Egress device
10.0.2.0/24	None	eth1
10.0.3.0/24	10.0.0.10 (RT1)	eth2
0.0.0.0/0	10.0.0.11 (DG1)	eth2

Table 31-3. RT2 used to route traffic from Campus 2
Destination IP	Next hop	Egress device
10.0.1.0/24	None	eth0
10.0.3.0/24	10.0.0.20 (RT2)	eth2
0.0.0.0/0	10.0.0.21 (DG2)	eth2