路由转发route详解

广播

路由

lo网卡

什么是广播

广播(BROADCAST): 一对多，局域网内的所有主机都可以广播，如果同一时间多个host同时广播，会造成信息干扰,实现同一广播域内的有效通信

广播地址的表现形式
以太网和IPv4网都用全1的地址表示广播，分别是ff:ff:ff:ff:ff:ff和255.255.255.255

例:

Bcast:192.168.146.255 网段广播地址

[root@Centos6 ~]# ifconfig
eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0C:29:FE:5D:93  inet addr:192.168.146.144  Bcast:192.168.146.255  Mask:255.255.255.0inet6 addr: fe80::20c:29ff:fefe:5d93/64 Scope:LinkUP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1RX packets:26971 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0TX packets:20440 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0collisions:0 txqueuelen:1000 RX bytes:2136491 (2.0 MiB)  TX bytes:13601286 (12.9 MiB)

数据链路层(mac地址层)的广播48个1(FF:FF:FF:FF:FF:FF)，
IP层全网广播(255.255.255.255)，局域网广播(ip.ip.ip.255)

可以向广播地址发起ping错误，发送广播ping，但需要加-b参数。因为linux中默认不回应广播ping，

可在/proc/sys/net/ipv4/icmp_echo_ignore_broadcasts开启，0开启|1关闭

关闭时只有网关地址响应

[root@Centos7 ~]#ping -b 192.168.146.255
WARNING: pinging broadcast address
PING 192.168.146.255 (192.168.146.255) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.146.2: icmp_seq=1 ttl=128 time=0.429 ms
64 bytes from 192.168.146.2: icmp_seq=2 ttl=128 time=0.391 ms

[root@Centos7 ~]#route -n
Kernel IP routing table
Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
0.0.0.0         192.168.146.2   0.0.0.0         UG    100    0        0 ens33

开启后所有该网段的host都会响应，且回复会多个回复(DUP!重复的)

[root@Centos7 ~]#ping -b 192.168.146.255
WARNING: pinging broadcast address
PING 192.168.146.255 (192.168.146.255) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.146.147: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.096 ms
64 bytes from 192.168.146.2: icmp_seq=1 ttl=128 time=0.311 ms (DUP!)
64 bytes from 192.168.146.144: icmp_seq=1 ttl=64 time=1.90 ms (DUP!)
64 bytes from 192.168.146.147: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.045 ms

路由实现

什么是路由，路由的功能，路由的通用介质路由:把一个数据包，从一个设备发送到不同网段的另一个设备上，路由的实现通过路由表中的记录实现。

路由的功能:
分隔广播域
选择路由表中到达目标最好的路径
维护和检查路由信息
连接广域网

路由的通用介质(设备)
常见的路由器，和有路由功能的交换机，及软路由软件等，以硬件路由器为主流

route命令简介修改只是历史有效

[root@Centos7 ~]#route -n
Kernel IP routing table
Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
0.0.0.0         192.168.146.2   0.0.0.0         UG    100    0        0 ens33
192.168.122.0   0.0.0.0         255.255.255.0   U     0      0        0 virbr0
192.168.146.0   0.0.0.0         255.255.255.0   U     100    0        0 ens33
192.168.214.148 192.168.146.3   255.255.255.255 UGH   0      0        0 ens33
[root@Centos7 ~]#route add #添加
[root@Centos7 ~]#route del #删除

Destination: 目标网络ID，主机IP，0.0.0.0/0默认路由 default
如有Destination 169.254.0.0 Internet私有保留地址用于网络硬件自动标记
Genmask：network
Gateway(网关):跨主机通信时，下一路由器临近我的接口的IP —> 下一跳
同一网段的路由会自动生成不需要单独加表现为Gatway 0.0.0.0
Ifac：接口，表示从当前设备那个网卡发出去，到达Destination
Metric: 花费，值越小优先级越高

路由优先级：主机路由–>网络路由–>默认路由

例子：

[root@Centos7 ~]#route add -host 192.168.1.3 gw 172.16.0.1 dev eth0
[root@Centos7 ~]#route add -net 192.168.0.0 netmask 255.255.255.0 gw 172.16.0.1 dev eth0
[root@Centos7 ~]#route add -net 192.168.0.0/24 gw 172.16.0.1 dev eth0

添加默认路由所有的路径都走不通时，最后的选择路由

[root@Centos7 ~]#route add default gw 192.168.146.2
[root@Centos7 ~]#route -n
Kernel IP routing table
Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
0.0.0.0         192.168.146.2   0.0.0.0         UG    0      0        0 ens33

添加新的不同网段的网卡后会自动生成一条默认路由

#ifconfig ens33:1 192.168.214.148 up
192.168.214.0 0.0.0.0 255.255.255.0 U 0 0 0 ens33

#上述路由配置仅是写在内存中，实时生效，但不会永久有效，仅用于临时使用，如要永久有效，需写入配置文件中保持在硬盘中

route路由永久有效

#vim /etc/sysconfig/network-scripts/route-IFACE#需service network restart生效
两种风格：
(1) TARGET via GW
如：0.0.0.0/8 via 192.168.146.2
(2) 每三行定义一条路由
ADDRESS#=TARGET
NETMASK#=mask
GATEWAY#=GW
例：
ADDRESS0=192.168.0.0
NETMASK0=255.255.255.0
GATEWAY0=192.168.146.17

route 实现不同网段间通信

#route add -net 172.20.1.0/24 gw 10.0.0.2 dev ens37
#route add -net 192.168.146.0/24 gw 10.0.0.1 dev ens37

需要中间设备开启路由功能，默认没启用，是自己的就收，不是自己的就直接丢弃

#echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

如果两个中间连接的路由器处于网络的边缘是可以使用默认路由（找不到的都转向默认路由）策略实现跨网段通信

#route add default 10.0.0.2 dev ens37
#route add default 10.0.0.1 dev ens37

配置动态路由
quagga程序包，支持多动协议RIP(根据中间路由器的数量)、OSPF(根据带宽)和(不同网络运营商网络访问)等协议

[root@Centos7 /etc/quagga]#systemctl start ospfd 启动服务
[root@Centos7 /etc/quagga]#vtyshHello, this is Quagga (version 0.99.22.4).
Copyright 1996-2005 Kunihiro Ishiguro, et al.Centos7.hjq#

扩展:
实现中间三个路由连接的两台主机分别基于NAT和桥接进行网络通信

lo回环网卡

是一种特殊的网络接口，不与任何实际设备连接，而是完全由软件实现。与回环地址（127.0.0.0/8 或 ::1/128）不同，回环网卡对系统“显示”为一块硬件。任何发送到该网卡上的数据都将立刻被同一网卡接收到。

lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10<host>loop  txqueuelen 1000  (Local Loopback)RX packets 2444  bytes 280980 (274.3 KiB)RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0TX packets 2444  bytes 280980 (274.3 KiB)TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

lo网络一般情况下仅供内部测试使用，我们可以ping通127的任意网段地址，然而路由表里却并没有Lo网卡的信息，也不会因为Lo网卡的改变而自动生成，如果需要需手动添加；之所以能通，因为指向的网关为127.0.0.1/8 ,如果换成其他netmask随之改变其范围

实验:

实现两块lo跨主机网络的通信，可以把其放到桥接到eth0即另一块网卡上通信，通过两边路由表里配置的路由记录通信

#ifconfig lo 6.6.6.6/32 此时该网段只有一个iP
#ifconfig lo 7.7.7.7/32
#route add -host 6.6.6.6 dev ens33
#route add -host 7.7.7.7 dev eth0

[centos7@localhost~]# ping -I 7.7.7.6 7.7.7.7 ping的时候使用-I 指定ping命令的接口或者地址，建议使用地址

2 此时该网段只有一个iP
#ifconfig lo 7.7.7.7/32
#route add -host 6.6.6.6 dev ens33
#route add -host 7.7.7.7 dev eth0

>[centos7@localhost~]# ping -I  7.7.7.6 7.7.7.7   ping的时候使用-I  指定ping命令的接口或者地址，建议使用地址