30 网络管理之路由

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一. 交换与路由

1. 什么是交换

  • 指的是网络访问, 几台计算机连在同一个交换机上, 配置同一个网段的不同 IP 就可以直接通信了(这不不谈及三层交换机)

30 网络管理之路由

2. 什么是路由

  • 指的是跨网络访问的路径选择30 网络管理之路由

二.Linux 处理数据包过程

1. 一台 Linux 主机能够被当成路由器用的三大前提

  • 至少有两块网卡连接两个不同的网段
  • 开启了路由转发功能
  • 在该 Linux 主机上添加了正确的路由规则 / 策略

2. 过程图

30 网络管理之路由

  • 当外界数据从网卡流入后需要对他 进行路由决策
  • 根据其目标决定是 流入 本机 用户空间
  • 还是在内核空间直接就 转发 其他主机

3. 如果是流入本机用户空间的数据

  • 则该数据会从内核空间进入到用户空间, 接着被应用程序接收并处理
1. 此时如果本机用户空间的应用程序不需要产生新的数据, 那便不涉及从某个网卡流出数据
2. 如果本机用户空间的应用程序需要产生新的数据包对外发送,那便需要从某个网卡流出数据
3. 但在流出之前,也需要做路由决策: 根据目标决定从哪个网卡流出

4. 如果仅仅是经本机转发数据包

  • 则必然涉及到从某个网卡流出,此时数据包必须从流入网卡完整地转发给流出网卡
  • 但 Linux 主机默认未开启 ip_ forward 功能,这使得数据包无法转发而被丢弃

5. 开启 Linux 主机的路由功能

  • 临时开启, 重启网络服务会失效
🎁方式 1
# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_ forward

🎁方式 2
# sysctl -W net.ipv4.ip_forward=1
  • 永久生效, 则写入配置文件
🎁CentOS 6 中
将 "/etc/sysctl.conf" 文件中的 "net.ipv4.ip_forward" 值改为 1 即可

🎁在 "Centos7" 中 "systemd" 管理了很多功能,"sysctl" 的配置文件也分化为多个
"/etc/sysctl.conf"
"/etc/sysctl.d/*.conf"
"/usr/lib/sysctl.d/*.conf"
并且这些文件中默认都没有 "net.ipv4.ip_forward" 项

🎁建议直接写入 "systemd" 提供自定义内核修改项的目录
# echo "net.ipv4.ip_forward=1" > /etc/sysctl.d/ip_forward.conf
  • 查看是否开启了转发功能
🎁[root@shawn ~]#sysctl net.ipv4.ip_forward
net.ipv4.ip_forward = 0

🎁[root@shawn ~]#cat /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
0

🎁[root@shawn ~]#sysctl -a | grep ip_forward
net.ipv4.ip_forward = 0
  • 未开启无法进行通信

30 网络管理之路由

🎁只有当本机被别人当成网关并且本机开启路由转发功能时
🎁别人发来的请求包,本机才会帮忙转发,这一点很重要,请务必记住
  • 未开启转发可 ping

30 网络管理之路由

🎁IP 地址是属于内核的(不仅如此,整个 tcp/ip 协议栈都属于内核,包括端口号)
🎁只要能和其中一个地址通信,就能和另一个地址通信,而不需要开启数据包转发功能

三. 网关 / 路由

1.Linux 上分为三种路由

  • 主机路由 : 掩码固定 32 位, Destination(目的地) 精确到某一台主机
🎁主机路由是直接指明到某台具体的主机怎么走, 主机路由也就是所谓的静态路由
  • 网络路由 : 掩码小于 32 位, Destination 精确到某一个网段的主机
🎁网络路由指明到哪一类网络
  • 默认路由 : 掩码通常为 0
🎁不走主机路由和网络路由的, 全部走默认路由
🎁操作系统上设置的默认路由一般也称为网关

2. 路由优先级挑选

  • 若 Linux 上到某主机有多条路由可以选择, 这时候会挑选优先级高的路由
  • 主机范围越小, 越精确, 优先级越高 (而决定主机范围的就是子网掩码)
  • 所以 掩码越长 , 越精确, 优先级越高
1. 主机路由    #最高
2. 网络路由    #第二
3. 默认路由    #最低
  • 示例
🎁如果在本机 "ping 4.4.4.4"
[root@shawn ~]#route -n
Kernel IP routing table
Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
0.0.0.0         1.1.1.2         0.0.0.0         UG    0      0        0 ens32
1.1.1.0         0.0.0.0         255.255.255.0   U     0      0        0 ens32
2.2.2.3         1.1.1.2         255.255.255.255 UGH   0      0        0 ens32
169.254.0.0     0.0.0.0         255.255.0.0     U     1002   0        0 ens32

🎁先检索掩码长度, 然后再对应 "Destination"(目的地)
1. 255.255.255.255 ---->2.2.2.3        #发现无法匹配
2. 255.255.255.0 ------>1.1.1.0        #无法匹配
3. 255.255.0.0 -------->169.254.0.0    #无法匹配
4. 0.0.0.0 ------------>0.0.0.0        #能匹配

🎁如果检索到了两块网卡网段地址都是 "4.4.4.0"(能匹配), 子网掩码长度也相同 "255.255.255.0"
🎁但是如果本机直连的是 "eth0" 网卡, 那么 "eth0" 对应的那条路由条目优先级高

四. 路由配置命令(临时)

1.route 命令

  • 常用命令及选项

route [add / del] [-host / -net / default] [ip 地址 / 及掩码] [gw] [dev]

add / del 添加或删除路由条目
-host 主机路由
-net 网络路由
default 默认路由
gw 指定下一跳
dev 强制将路由条目关联到指定接口, 一般内核会自动判断
  • route -n 查看路由表

Flags 列所代表的的含义

U (route is up)开启
H (target is a host) 是一个主机路由
G (user gateway) 设置了下一跳

2. 命令示例

  • 添加和删除主机路由
🎁添加
# route add -host 172.16.10.55 gw 192.168.10.20

🎁删除
# route del -host 172.16.100.55
  • 添加和删除网络路由
🎁添加
# route add -net 172.16.10.0/24 gw 192.168.100.70
# route add -net 172.16.10.0 netmask 255.255.255.0 gw 192.168.100.70
👉如果没有下一跳, 可以直接指定接口也是可以的
# route add -net 172.16.10.0/24 dev eth0

🎁删除
# route del -net 172.16.10.0/24 gw 192.168.100. 70
# route del -net 172.16.10.0 netmask 255.255.255.0 gw 192.168.100.70
# route del -net 172.16. 10.0/24 dev eth0
👉但大多数使用简短删除方法(偷懒行为)
# route del -net 172.16. 10.0/24
  • 添加和删除默认路由
🎁添加
# route add default gw 192. 168.100.10

🎁删除
# route del default
# route del default gw 192.168. 100.10
👉若有多条默认路由, 后面加上 "gw" 地址就可以唯一删除指定条目

五. 永久配置路由

1. 创建路由配置文件

/etc/sysconfig/network-script/route-ethXX :XX代表的是接口编号

2. 文件内容格式

DEST via nexthop

[目标地址] [关键字] [下一跳地址]

🎁主机路由
"192.168.100.52/32 via 192.168.100.33 dev eth1"

🎁默认路由
"default via 192.168.100.1"
"0.0.0.0/0 via 192.168.100.1"

🎁网络路由
"192.168.10.0/24 via 192.168.100.1"
  • 配置完毕 重启生效

3. 配置路由注意事项

  • route-ethXX 的对应网卡配置文件 ifcfg-ethXX 必须存在,否则路由无效 (注意: 对于虚拟机,通常新
    添加的网卡都没有对应的 ifcfg-ethXX 文件,但 ifconfig 却能找到该网卡)
  • 如果在文件中配置永久默认路由,则必须保证所有使用了 DHCP 服务的网卡配置文件 ifcfg-ethXX 中的 DEFROUTE 指令设置为 "no" , 表示 DHCP 不设置默认路由。
  • 如果在 route-ethXX 文件中配置永久路由,且该网卡使用了 DHCP 服务分配地址,则必须保证该网卡的 ifcfg-ethXX 文件中的 PEERROUTES 指令设置为 "no" , 表示 DHCP 设置的路由允许被覆盖。

4. 练习

30 网络管理之路由

使所有 IP 地址能相互 ping

正文完
 
shawn
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