文章目录

路由的基础知识

1）路由概念

  • 路由： 跨越从源主机到目标主机的一个互联网络来转发数据包的过程
  • 路由器：能够将数据包转发到正确的目的地，并在转发过程中选择最佳路径的设备
  • 路由表：在路由器中维护的路由条目，路由器根据路由表做路径选择
  • 直连路由：当在路由器上配置了接口的IP地址，并且接口状态为up的时候，路由表中就出现直连路由项
  • 静态路由：是由管理员手工配置的，是单向的。
  • 默认路由：当路由器在路由表中找不到目标网络的路由条目时，路由器把请求转发到默认路由接口 。

这里需要注意的一点，路由表存在于路由器和主机，二者作用相似，但是查看到的界面参数稍有不同，通过route add 语法添加的路由其实是主机静态路由，即主机有多网卡时，需要指定从哪个网卡走。主机路由功能参见下文的net.ipv4.ip_forward参数，该参数控制是否开启主机路由功能。

2）静态路由和默认路由的特点
静态路由特点:
路由表是手工设置的；
除非网络管理员干预，否则静态路由不会发生变化；
路由表的形成不需要占用网络资源；
适用环境：一般用于网络规模很小、拓扑结构固定的网络中。

默认路由特点:
在所有路由类型中，默认路由的优先级最低
适用环境：一般应用在只有一个出口的末端网络中或作为其他路由的补充

浮动静态路由：
路由表中存在相同目标网络的路由条目时，根据路由条目优先级的高低，将请求转发到相应端口；
链路冗余的作用；

3）路由器转发数据包时的封装过程
源IP和目标IP不发生变化，在网络的每一段传输时，源和目标MAC发生变化，进行重新封装，分别是每一段的源和目标地址

4）要完成对数据包的路由，一个路由器必须至少了解以下内容：
a）目的地址
b）相连路由器，并可以从哪里获得远程网络的信息
c）到所有远程网络的可能路由
d）到达每个远程网络的最佳路由
e）如何维护并验证路由信息
f）路由和交换的对比

路由工作在网络层
a)根据“路由表”转发数据
b)路由选择
c)路由转发

交换工作在数据链路层
d)根据“MAC地址表”转发数据
e)硬件转发

Linux内核路由表

使用route -n命令查看Linux内核路由表

[root@dev ~]# route -n
Kernel IP routing table
Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
192.168.1.17    0.0.0.0         255.255.255.255 UH    0      0        0 ppp0
10.1.32.14      0.0.0.0         255.255.255.255 UH    0      0        0 tun0
10.1.32.12      0.0.0.0         255.255.255.255 UH    0      0        0 tun0
10.4.8.2        192.168.9.254   255.255.255.255 UGH   0      0        0 eth0
10.4.9.0        0.0.0.0         255.255.255.0   U     0      0        0 tun0
192.168.9.0     0.0.0.0         255.255.255.0   U     1      0        0 eth0
10.2.0.0        0.0.0.0         255.255.0.0     U     0      0        0 tun0
10.0.0.0        0.0.0.0         255.255.0.0     U     0      0        0 tun0
10.1.0.0        0.0.0.0         255.255.0.0     U     0      0        0 tun0
192.168.0.0     0.0.0.0         255.255.0.0     U     0      0        0 tun0
0.0.0.0         192.168.9.254   0.0.0.0         UG    0      0        0 eth0

在这里插入图片描述
Flags标志说明：

  • U Up表示此路由当前为启动状态
  • H Host，表示此网关为单一主机 ， 由于是单一地址，route add命令 无需指掩码，自动为255.255.255.255(ipv4时)
    也就是说不带H参数时，表示是一个网段地址，即多个地址，此时route add 命令需指定掩码参数。有的文章说网段为对应的Flags为N，可能是不同的linux版本。
  • G Gateway，表示此网关为一路由器
  • R Reinstate Route，使用动态路由重新初始化的路由
  • D Dynamically,此路由是动态性地写入
  • M Modified，此路由是由路由守护程序或导向器动态修改

三种路由类型说明(Flags)

a）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   UGH       0    0      0    eth0

只要route add 命令中 Gateway是0.0.0.0的话，Flags就会不含G，如果Gateway是正常的地址，Flags就会有个G，参见示例 d

b）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字段为非H。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      UG      0       0     0    eth0

c）默认路由
命令route add default gw 192.168.1.1

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。

当我们配置了路由后，如果访问某个地址，没有匹配上已存在的路由表，那么会从这个默认的路由走

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

或

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

d) 添加路由，指定网关为默认路由地址0.0.0.0，此时flags不含G

Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
0.0.0.0         10.238.88.254   0.0.0.0         UG    0      0        0 eth1
10.238.88.0     0.0.0.0         255.255.255.0   U     0      0        0 eth1  不含G

配置路由route的命令

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]

参数解释：

  • 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

示例：

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                  //route del default   删除所有的默认路由
 
添加一条默认路由
# route add default gw 10.0.0.1      //默认只在内存中生效
开机自启动可以追加到/etc/rc.local文件里
# echo "route add default gw 10.0.0.1" >>/etc/rc.local
 
添加一条静态路由
# route add -net 192.168.2.0/24 gw 192.168.2.254
要永久生效的话要这样做：
# echo "any net 192.168.2.0/24 gw 192.168.2.254" >>/etc/sysconfig/static-routes
 
添加到一台主机的静态路由
# route add -host 192.168.2.2 gw 192.168.2.254
要永久生效的话要这样做：
# echo "any  host 192.168.2.2 gw 192.168.2.254 " >>/etc/sysconfig/static-routes
注：Linux 默认没有这个文件 ，得手动创建一个

设置包转发

其实linux系统本身就是一个路由器，同一个主机多个网卡间进行数据包的转发，可通过系统参数net.ipv4.ip_forward控制，默认为0表示关闭。

在Linux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，方法如下：

  临时开启路由功能：
# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
或者
# sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1

  永久开启路由功能
# vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1
# sysctl -p

静态路由配置

添加静态路由到路由表的语法如下：

ip route [destination_network] [mask] [next-hop_address] administrative_distance]

参数解析：
ip route 用于创建静态路由的命令。
Destination_network 需要发布到路由表中的网段。
Mask 在这一网络上使用的子网掩码。
Next-hop_address 下一跳路由器的地址。
administrative_distance 默认时，静态路由有一个取值为1 的管理性距离。在这个命令的尾部添加管理权来修改这个默认值。

例如

ip route 172.16.1.0 255.255.255.0 172.16.2.1

查看路由表除了使用route -n命令外，还可以使用ip route

[root@dev ~]# ip route
192.168.1.17 dev ppp0  proto kernel  scope link  src 192.168.1.190
10.1.32.14 dev tun0  scope link
10.1.32.12 dev tun0  scope link
10.4.8.2 via 192.168.9.254 dev eth0  src 192.168.9.200  mtu 1500 advmss 1460
10.4.9.0/24 dev tun0  scope link
192.168.9.0/24 dev eth0  proto kernel  scope link  src 192.168.9.200  metric 1
10.2.0.0/16 dev tun0  scope link
10.0.0.0/16 dev tun0  scope link
10.1.0.0/16 dev tun0  scope link
192.168.0.0/16 dev tun0  scope link
default via 192.168.9.254 dev eth0

----------------------------------------实例1--------------------------------------------
在这里插入图片描述

如上图所示，PC0机器和PC1机器之间经过两个路由器，要想使这两台机器通信，路由设置如下：
1）Route0路由器设置：

ip add 192.168.1.1 255.255.255.0
ip add 192.168.2.1 255.255.255.0
ip route 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.2.2

2）Route1路由器设置：

ip add 192.168.2.2 255.255.255.0
ip add 192.168.3.1 255.255.255.0
ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.2.1

----------------------------------------实例2--------------------------------------------
在这里插入图片描述
如上图所示，使用A主机192.168.1.2能够ping通E主机192.168.4.2，这两台机能够通信。
操作思路：
1）在主机B上设置默认路由下一跳为192.168.2.2，并开启路由转发功能；
2）在主机C上设置2条静态路由，分别去192.168.1.0/24网段的下一跳为192.168.2.1，去192.168.4.0/24网段的下一跳为192.168.3.2，并开启路由转发功能；
3）在主机D上设置默认路由下一跳为192.168.3.1，并开启路由转发功能。

操作记录：

1）A主机上操作：ip为192.168.1.2，设置网关为192.168.1.1
# route add default gw 192.168.1.1
 
2）B主机上操作：第一块网卡为192.168.1.1，第二块网卡为192.168.2.1
# ifconfig eth0 192.168.1.1
# ifconfig eth1 192.168.2.1   //可以在一块网卡上设置两个ip，比如是eth0，eth0:0
 
B主机设置默认路由，下一跳为192.168.2.2
# route add default gw 192.168.2.2
 
B主机开启路由转发功能
# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward   //临时转发，可以在/etc/sysctl.conf里设置永久转发
 
3）C主机上操作：第一块网卡为192.168.2.2，第二块网卡为192.168.3.1
# ifconfig eth0 192.168.2.2
# ifconfig eth1 192.168.3.1   //如果就一块网卡，可以设置ifconfig eth0:0 192.168.3.1
 
C主机设置2条默认路由
# route add -net 192.168.1.0/24 gw 192.168.2.1
# route add -net 192.168.4.0/24 gw 192.168.3.2
 
C主机开启路由转发功能
# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
 
4）D主机上操作：第一块网卡为192.168.3.2，第二块网卡为192.168.4.1
# ifconfig eth0 192.168.3.2
# ifconfig eth1 192.168.4.1
 
D主机设置默认路由，下一跳为192.168.3.1
# route add default gw 192.168.3.1
 
D主机开启路由转发功能
# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
 
5）E主机上操作：ip为192.168.4.2，设置网关为192.168.4.1
# route add default gw 192.168.4.1

参考

Linux下路由配置梳理

# linux # 网络
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