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本系列文章基于 A Crash Course in Linux Networking, 翻译、增删修改而成。原文作者 David Guyton
相比原文有相当多的精简及内容补充，不再单独标注。若感到困惑请参阅原文。其他参考内容将在文章末尾列出

Linux 系统下，可以使用 ip route 或 route 工具来管理路由。（虽然 route 已经过时了，但它在某些方面还能发挥独特的作用，而且所依赖的代码也还都在）

主路由表（Master Routing Table）

Linux RPDB 系统使用一个主路由表作为索引，实现间接使用至多 256 个相互独立的路由表，并能支持至多 32768 条与路由表交互的规则。

主路由表是一个文件，位于 /etc/iproute2/rt_tables ，其是一个包含最多 256 条记录的列表。每条记录都由一个整数和一个名称组成，表示对一个实际路由表的索引。Linux 内核使用规则来选择要用到的路由表。

该文件的内容大概是下面这样：

# 
# reserved values 
# 
255 local 
254 main 
253 default 
0 unspec 
# 
# local 
# 
#1 inr.ruhep

主路由表列出了当前主机中所有的路由表。在未进行修改的情况下，其中应包括下面这些表：

• local：本地和广播地址。该路由表由内核维护，用户无法向该表中添加任何条目

• main：由 route 或 ip route 管理（部分由内核管理），在不指定策略的时候会使用该表

• default：为后处理规则（post-processing rules）保留

• unspec：用于失效安全（failsafe），请勿修改和移除

• inr.ruhep：这行是个例子，告诉用户可以这样以 <整数值 名称> 的方式来设置路由表。

该文件中的记录数值并不需要是有序的。确保数字、名称唯一即可。用户可以随时修改该文件，且修改可以立即生效。系统不会对该文件做缓存，每当一个规则引用某个路由表时，系统都会读一次该文件。

内置路由表

Ubuntu 系统内置了四个特殊的路由表：default, local, main 和 unspec。

• default 路由表是空的，实际并不会被用到（所以这是个很糟糕的名字）

• local 表用于处理主机内部（自己对自己）的 TCP/IP 流量，包括了回环（loopback）和广播（broadcast）流量

• main 表是主要的路由表，是真正的 "default" 表。在不指定路由表时，route 和 ip route 命令操作的都是这个 main 表

• unspec 包含一系列失效安全指令，用于告诉内核应该在所有路由路径都失效时做什么。

ip route 查看已有路由

查看 main 表的路由：

$ ip route list  # 列出默认路由表，和下面这句相同：
$ ip route show table main

在一个新安装的系统上，输出值应该和下面差不多：

default via 192.168.10.10 dev eth0 
192.168.10.0/24 dev eth0 proto kernel scope link src 192.168.10.11

每条路由条目的含义都是：若没有与目的地地址更相符的路由，则使用本条路由。

第一行是 default 路由条目。"default" 会在没有找到更具体的路由（数据包目的地地址与路由条目更匹配）时使用。"via 192.168.10.10" 指的是网关 IP 地址为 192.168.10.10，"dev eth0" 指使用 eth0 接口。

第二行是通过 eth0 接口到达 192.168.10.0/24 网络的路由。"proto kernel" 说明该条路由是内核在系统网络接口配置阶段添加的，而不是由管理员手动添加或由路由协议动态添加的。 "scope link" 的意思是说该路由直接连接在当前主机上，即处于同一局域网内。"src" 是指会使用该路由条目的数据包应有的源地址，也就是意味着本机在该局域网内的 IP 地址被设置为了 192.168.10.11。

路由记录的格式通常都是这样的：

<目的地> via <网关> dev <接口> proto <协议> src <源地址> <附加信息>

<目的地>：目的地网络或主机，可以是具体的 IP 地址（如 192.168.1.1）、网络地址 （如192.168.1.0/24）或 default 等。default 会在没有其他符合的路由条目时使用；

via <网关>：可选字段，指的是到达该目的地需要使用的网关的 IP 地址。发往这个路由条目对应的目的地的数据包，都会把这个网关设置为下一跳，经由此发往最终目的地；

dev <接口>：要发往本条目对应目的地时所需要使用的网络接口（设备）；

proto <协议>：添加本条条目的协议。常见的值有：kernel（本条目由内核添加）、static（手动添加）、dhcp（通过 DHCP 添加）、boot （在启动时添加）、redirect （由 ICMP 重定向添加）。此外，该值还可以是 bgp、ospf 这类动态路由协议。该值可能是整数值或者一个字符串值，字符串值都可以在 /etc/iproute2/rt_protos 中找到；

src <源地址>：在使用本条路由，向目的地发送数据包时所需采用的 IP 地址；

<附加信息> 代表多个可选项，常见的有：

• scope <scope>：定义这条路由的范围。global 表示有网关的单播（unicast）路由，link 表示直连的单播或广播（broadcast）路由，host 表示本地（local）路由。该值可能是一个整数值或者是字符串值，字符串值应该能在 /etc/iproute2/rt_scopes 中找到

• metric <整数>：表示路由的优先级，数字越小优先级越高。最小值为 0 ，最大值为 65535

• table <表名/数字>：如果一条路由不属于 main 表，则会在这里指出该路由所属的路由表

路由记录还可以有个表示路由类型的前缀，该字段能说明路由用途以及特性。类型有下面这些：

1. unicast（单播）：标准类型，表示把数据发往一个特定的目的地 IP 地址。通常省略不显示；

2. unreachable（不可达）：目的地不可达。发往该地址的数据包会被丢弃，ICMP 会返回 host unreachable，发送代码会报错 EHOSTUNREACH ；

3. blackhole（黑洞）：目的地不可达，数据包会被无声丢弃（discarded silently），发送代码会报错 EINVAL ；

4. prohabit（禁止）：目的地不可达，数据包会被丢弃，ICMP 会返回 communication administratively prohibited。发送代码会报错 EACCES；

5. local（本地）：目的地是当前主机，数据包会回环发送；

6. broadcast（广播）：目的地是广播地址，数据包作为链路广播发送，通常是向本地网络广播；

7. throw（抛弃）：这是个特殊路由，如果策略规则选择了该路由的路由表，则系统会装作是没有找到对应路由。ICMP 会返回 net unreachable，发送代码会报错 ENETUNREACH ；

8. nat（网络地址转换）：该路由已在 2.6 内核后停止支持。这是个特殊的 NAT 路由。目的地地址是假地址（外部地址），需要在转发前转换为真实（内部）地址；

9. anycast（任播）：尚未实现。目的地是本主机的 anycast 地址。和 local 只有一个区别：该地址不能被用于任何数据包的源地址；

10. multicast（多播）：用于多播路由的特殊路由。不会在普通的路由表中出现。

ip route 添加新路由

本节中我们将了解如何向默认（main）路由表、已有的其他路由表中添加路由，以及如何创建一个新路由表并添加指向该路由表的规则。

创建新路由需要使用 ip route 命令，命令结构如下：

ip route add [type] [prefix] via [下一跳(网关)] dev [接口名] table [路由表名/ID] src [源地址]

这里的每一个字段都在前一节中有说明，可以搭配阅读。

若不指定 type ，则使用默认值 unicast （绝大多数的路由都是 unicast 的）。下一跳（网关）就是能够帮你转发数据的下一跳设备，一般指的就是当前网络的网关。

prefix 指的就是目的地 IP 地址，可以是精确的主机地址（具体的 IP，例如 192.168.1.101），也可以是包含子网掩码的网络地址（例如 192.168.1.0/24）。若 prefix 设置为 default 则代表所有地址，等效于 0.0.0.0/0 。

向指定路由表添加路由

下面这条命令可以向指定路由表 custom 中添加路由。

ip route add default via 192.168.1.100 dev eth1 table custom

该路由会将无法匹配到更精确路由的流量都通过 eth1 网卡发送到网关路由器 192.168.1.100。

可以用下面的命令查看添加后的结果：

ip route show table custom

注意：所有的 RPDB 规则都是在系统启动时加载进内核内存的，因此还需要 flush 缓存。这会强制内核重新加载规则和路由数据库

ip route flush cache

向默认路由表添加路由

和上面类似，只需要省略 table 即可。例如：

ip route add default via 192.168.1.100 dev eth1

删除路由

ip route delete <路由信息>

路由信息足够匹配到路由条目即可，最简单的方式就是把整个路由条目全都写上去，比如：

ip route delete default via 192.168.1.100 dev eth1

最后记得 flush 一下

ip route flush cache

路由优先级处理

netfilter 是如何从路由表中选择路由的？如果一个数据包匹配到超过一个路由条目该怎么办？大型网络的路由表可能包含数百条路由条目，RPDB 会在何时、如何选择合适的路由条目？

系统会使用数据包的目的地地址和 ToS 值（如果有）来和每个路由条目的 prefix 进行比对，然后选择符合条件最多的一个，对比顺序为：

1. 目的地地址和路由条目 prefix 的相符程度；

2. 数据包和路由条目 ToS 的匹配；

3. 选择 ToS=0 的路由

举例来说，如果数据包匹配到了多个可选路由，则按下面的顺序来选择出一个路由：

1. 选择包含子网掩码在内的，prefix 匹配长度最长的路由；

2. 如果有一个路由的 ToS 与数据包的 ToS 相符，则直接使用这个路由；

3. 选择 ToS=0 的路由；

4. 如果没有 ToS=0 的路由，返回一个错误（不可达 unreachable）；

5. 若仍有多个 ToS=0 的路由，则选择偏好值（preference value）最大的路由；

6. 选择最新的路由

参考

1. 4.8. Routing Tables (linux-ip.net)

2. ip-route(8) - Linux manual page (man7.org)

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