数据包从源地址到目的地址的传输过程,离不开路由的精确指导
这一过程由Linux内核中的路由表和路由策略共同实现,而路由函数则是这一机制的核心
本文将深入探讨Linux路由函数的工作原理、配置方法以及其在网络数据包传输中的重要性
一、Linux路由的基本概念 在Linux系统中,一条路由可以看作是一组参数,这些参数存储了向给定目的地转发流量所需的信息
一条完整的路由至少包含以下三个关键参数: 1.目的网络:数据包需要到达的网络地址
2.出口设备:数据包离开主机时所使用的网络接口
3.下一跳网关:数据包在到达目标网络之前需要经过的路由器地址
此外,路由中还有一些相关术语需要了解: - 对称路由:如果从主机A到主机B的路由与从主机B返回主机A的路由相同,这样的路由称为对称路由
- Metric:这是一条路由上配置的可选参数,用于衡量一条路由的好坏
常见的度量值包括端到端延迟、跃点数、配置权值或开销等
二、Linux路由函数的工作原理 Linux路由函数的核心在于路由查找和选择过程
当数据包从用户态经过TCP层到达IP层时,系统会调用路由函数进行路由选择,以决定使用哪个网络接口将数据包发送出去
1.路由查找: - 路由查找通常基于最长前缀匹配原则
当存在多条满足条件的路由时,系统会进一步根据服务类型(Type of Service, TOS)进行选择
- 如果根据TOS也无法确定路由,则优先级更高(优先权值较低)的路由会被选中
- 如果仍然无法选出路由,内核将简单地选择第一条匹配的路由
2.路由表: - 路由表是存储在Linux系统中的一个数据结构,包含了网络目的地、网关、接口和度量值等信息
- 在Linux内核中,路由表使用`structfib_table`来表示,并通过一个hash表`fib_table_hash`来组织和管理
- 每个路由表项(`struct fib_node`)都包含了详细的路由信息,如目的网络、子网掩码、网关地址等
3.路由选择过程: - 发送数据包时,系统会调用`ip_queue_xmit`函数,该函数会检查是否有缓存的路由信息
- 如果没有缓存的路由信息,则会调用`ip_route_output_ports`函数进行路由查找
- 接收数据包时,系统会调用`ip_rcv_finish`函数,并在其中调用`ip_route_input_noref`进行路由查找
- 无论是发送还是接收数据包,最终的路由查找都会调用`fib_lookup`这个核心函数
三、L
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