linux内核路由子系统,深入理解Linux网络技术内幕——路由子系统的概念与高级路由...

本文讨论IPv4的路由子系统。(IPv6对路由的处理不同)。

基本概念

路由子系统工作在三层，用来转发入口流量。

路由子系统主要设计 路由器、路由、路由表等概念。

路由器： 配备多个网络接口卡(NIC)，并且能利用自身网络信息进行入口流量转发的设备。

路由：流量转发，决定目的地的过程

路由表：转发信息库，该库中储存路由需要本地接收还是转发的信息， 以及转发流量时所需要的信息。(即，信息库用来判断，要不要转发，如果要转发，向哪里转发).

我们了解，路由器有多个网卡，但是多个NIC的设备不一定就是路由器。在一些特殊情况，出于特殊的原因，某个非路由主机也可能配备多个网络接口卡。这些原因主要如下所示：

高可用性：   在某个NIC故障时，主机可以利用其他NIC继续工作。

更强的路由能力： 不同NIC连接不同局域网，但是不转发局域网间流量。

多路传输：  多个NIC进行捆绑，提高网络载荷。

不可路由地址，私有地址和本地环回地址不可路由。 当局域网(私有地址)的主机要与非该局域网的主机通信时，需要通过NAT来隐藏不可路由的子网。

定向广播：

子网广播：目的地址为本地子网的广播包。

定向广播：目的地址为远端子网的广播包。

定向子网广播针对ICMP ECHO REQUEST做特殊处理，以避免恶意攻击。

主地址、辅助地址、设备别名

地址属于主机而非接口，一个接口可以配置多个别名。(ip address add)。

一个NIC可配置多个朱地址和辅助地址，一个子网掩码只能有一个特定的主地址。

Scope

路由和IP地址都可以指定一个scope来告诉内核它在什么情况下有效。 下面是常用的scope：

针对地址：

主机： 当地址只用于本机通信时，scope为主机。如：127.0.0.1

链路： 只在局域网幼小的主机，scope为链路。

全域： 可以再任何地方使用的地址，其scope为全域。

针对路由：

主机： 当路由目的地址为本机时，scope为主机。

链路： 当路由目的地址为本地网络时，scope为链路。

全域：当路由表示的目的地址超过下一跳时，其scope为全域。

scope的使用

IP地址scope和路由scope在路由子系统和内核的其他部分有广泛的应用。

路由表、路由缓存、路由查找

路由表

路由表就是个路由数据库。

我们知道，3层协议接收到流量后，有两种走向：向上层协议(如TCP、UDP)传递，或是转发到其他主机。

一般，Linux默认两张路由表保存两种路由信息。

用于本地地址的路由表：与内核关系密切

用于其他地址的路由表： 用户手动配置、或路由协议动态插入。

路由主要动作：

黑        洞：丢弃封包

不可到达：丢弃封包，生成ICMP主机不可达消息

禁        止：丢弃封包，生成ICMP被过滤消息

放        弃：与策略路由联合使用

路由缓存

路由表中的项可能达到几十万条，因此需要较小的路由缓存表。

Linux将路由缓存分为两部分：

1. 协议相关的缓存                ——缓存框架部分

2. 协议无关的缓存(DST)——嵌套在第一部分

回收：

同步回收：

异步回收：

查找

最大前缀匹配：到达一个目的地址可能有多条路由，需要使用贪心匹配。

原文：http://blog.csdn.net/windeal3203/article/details/46457911