Linux策略性路由應(yīng)用及深入分析

 策略性是指對于IP包的路由是以網(wǎng)絡(luò)管理員根據(jù)需要定下的一些策略為主要依據(jù)進(jìn)行路由的。例如我們可以有這樣的策略：“所有來直自網(wǎng)A的包，選擇X路徑;其他選擇Y路徑”，或者是“所有TOS為A的包選擇路徑F;其他選者路徑K”。

Cisco 的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) (Cisco IOS) 從11.0開始就采用新的策略性路由機(jī)制。而Linux是在內(nèi)核2.1開始采用策略性路由機(jī)制的。策略性路由機(jī)制與傳統(tǒng)的路由算法相比主要是引入了多路由表以及規(guī)則的概念。

多路由表(multiple Routing Tables)

傳統(tǒng)的路由算法是僅使用一張路由表的。但是在有些情形底下，我們是需要使用多路由表的。例如一個子網(wǎng)通過一個路由器與外界相連，路由器與外界有兩條線路相連，其中一條的速度比較快，一條的速度比較慢。對于子網(wǎng)內(nèi)的大多數(shù)用戶來說對速度并沒有特殊的要求，所以可以讓他們用比較慢的路由;但是子網(wǎng)內(nèi)有一些特殊的用戶卻是對速度的要求比較苛刻，所以他們需要使用速度比較快的路由。如果使用一張路由表上述要求是無法實現(xiàn)的，而如果根據(jù)源地址或其它參數(shù)，對不同的用戶使用不同的路由表，這樣就可以大大提高路由器的性能。

規(guī)則(rule)

規(guī)則是策略性的關(guān)鍵性的新的概念。我們可以用自然語言這樣描述規(guī)則，例如我門可以指定這樣的規(guī)則：

規(guī)則一：“所有來自192.16.152.24的IP包，使用路由表10， 本規(guī)則的優(yōu)先級別是1500”

規(guī)則二：“所有的包，使用路由表253，本規(guī)則的優(yōu)先級別是32767”

我們可以看到，規(guī)則包含3個要素：

什么樣的包，將應(yīng)用本規(guī)則(所謂的SELECTOR，可能是filter更能反映其作用);

符合本規(guī)則的包將對其采取什么動作(ACTION)，例如用那個表;

本規(guī)則的優(yōu)先級別。優(yōu)先級別越高的規(guī)則越先匹配(數(shù)值越小優(yōu)先級別越高)。

策略性路由的配置方法

傳統(tǒng)的linux下配置路由的工具是route，而實現(xiàn)策略性路由配置的工具是iproute2工具包。這個軟件包是由Alexey Kuznetsov開發(fā)的，軟件包所在的主要網(wǎng)址為ftp://ftp.inr.ac.ru/ip-routing/。

這里簡單介紹策略性路由的配置方法，以便能更好理解第二部分的內(nèi)容。詳細(xì)的使用方法請參考Alexey Kuznetsov寫的 ip-cfref文檔。策略性路由的配置主要包括接口地址的配置、路由的配置、規(guī)則的配置。

接口地址的配置IP Addr

對于接口的配置可以用下面的命令進(jìn)行：

Usage: ip addr [ add | del ] IFADDR dev STRING

例如：

router># ip addr add 192.168.0.1/24 broadcast 192.168.0.255 label eth0 dev eth0

上面表示，給接口eth0賦予地址192.168.0.1 掩碼是255.255.255.0(24代表掩碼中1的個數(shù))，廣播地址是192.168.0.255

路由的配置IP Route

Linux最多可以支持255張路由表，其中有3張表是內(nèi)置的：

表255 本地路由表(Local table) 本地接口地址，廣播地址，已及NAT地址都放在這個表。該路由表由系統(tǒng)自動維護(hù)，管理員不能直接修改。

表254 主路由表(Main table) 如果沒有指明路由所屬的表，所有的路由都默認(rèn)都放在這個表里，一般來說，舊的路由工具(如route)所添加的路由都會加到這個表。一般是普通的路由。

表253 默認(rèn)路由表 (Default table) 一般來說默認(rèn)的路由都放在這張表，但是如果特別指明放的也可以是所有的網(wǎng)關(guān)路由。

表 0 保留

路由配置命令的格式如下：

Usage: ip route list SELECTOR

ip route { change | del | add | append | replace | monitor } ROUTE

如果想查看路由表的內(nèi)容，可以通過命令：

ip route list table table_number

對于路由的操作包括change、del、add 、append 、replace 、 monitor這些。例如添加路由可以用：

router># ip route add 0/0 via 192.168.0.4 table main

router># ip route add 192.168.3.0/24 via 192.168.0.3 table 1

第一條命令是向主路由表(main table)即表254添加一條路由，路由的內(nèi)容是設(shè)置192.168.0.4成為網(wǎng)關(guān)。

第二條命令代表向路由表1添加一條路由，子網(wǎng)192.168.3.0(子網(wǎng)掩碼是255.255.255.0)的網(wǎng)關(guān)是192.168.0.3。

在多路由表的路由體系里，所有的路由的操作，例如網(wǎng)路由表添加路由，或者在路由表里尋找特定的路由，需要指明要操作的路由表，所有沒有指明路由表，默認(rèn)是對主路由表(表254)進(jìn)行操作。而在單表體系里，路由的操作是不用指明路由表的。

規(guī)則的配置IP Rule

在Linux里，總共可以定義 個優(yōu)先級的規(guī)則，一個優(yōu)先級別只能有一條規(guī)則，即理論上總共可以有 條規(guī)則。其中有3個規(guī)則是默認(rèn)的。命令用法如下：

Usage: ip rule [ list | add | del ] SELECTOR ACTION

SELECTOR := [ from PREFIX ] [ to PREFIX ] [ tos TOS ]

[ dev STRING ] [ pref NUMBER ]

ACTION := [ table TABLE_ID ] [ nat ADDRESS ]

[ prohibit | reject | unreachable ]

[ flowid CLASSID ]

TABLE_ID := [ local | main | default | new | NUMBER

首先我們可以看看路由表默認(rèn)的所有規(guī)則：

root@netmonster# ip rule list

0: from all lookup local

32766: from all lookup main

32767: from all lookup default

規(guī)則0，它是優(yōu)先級別最高的規(guī)則，規(guī)則規(guī)定，所有的包，都必須首先使用local表(254)進(jìn)行路由。本規(guī)則不能被更改和刪除。

規(guī)則32766，規(guī)定所有的包，使用表main進(jìn)行路由。本規(guī)則可以被更改和刪除。

規(guī)則32767，規(guī)定所有的包，使用表default進(jìn)行路由。本規(guī)則可以被更改和刪除。

在默認(rèn)情況下進(jìn)行路由時，首先會根據(jù)規(guī)則0在本地路由表里尋找路由，如果目的地址是本網(wǎng)絡(luò)，或是廣播地址的話，在這里就可以找到合適的路由;如果路由失敗，就會匹配下一個不空的規(guī)則，在這里只有32766規(guī)則，在這里將會在主路由表里尋找路由;如果失敗，就會匹配32767規(guī)則，即尋找默認(rèn)路由表。如果失敗，路由將失敗。重這里可以看出，策略性路由是往前兼容的。[!--empirenews.page--]

還可以添加規(guī)則：

router># ip rule add [from 0/0] table 1 pref 32800

router >#ip rule add from 192.168.3.112/32 [tos 0x10] table 2 pref 1500 prohibit

第一條命令將向規(guī)則鏈增加一條規(guī)則，規(guī)則匹配的對象是所有的數(shù)據(jù)包，動作是選用路由表1的路由，這條規(guī)則的優(yōu)先級是32800。

第二條命令將向規(guī)則鏈增加一條規(guī)則，規(guī)則匹配的對象是IP為192.168.3.112，tos等于0x10的包，使用路由表2，這條規(guī)則的優(yōu)先級是1500，動作是。添加以后，我們可以看看系統(tǒng)規(guī)則的變化。

router># ip rule

0: from all lookup local

1500 from 192.168.3.112/32 [tos 0x10] lookup 2

32766: from all lookup main

32767: from all lookup default

32800: from all lookup 1

上面的規(guī)則是以源地址為關(guān)鍵字，作為是否匹配的依據(jù)的。除了源地址外，還可以用以下的信息：

From -- 源地址

To -- 目的地址(這里是選擇規(guī)則時使用，查找路由表時也使用)

Tos -- IP包頭的TOS(type of sevice)域

Dev -- 物理接口

Fwmark -- 防火墻參數(shù)

采取的動作除了指定表，還可以指定下面的動作：

Table 指明所使用的表

Nat 透明網(wǎng)關(guān)

Action prohibit 丟棄該包，并發(fā)送 COMM.ADM.PROHIITED的ICMP信息

Reject 單純丟棄該包

Unreachable丟棄該包， 并發(fā)送 NET UNREACHABLE的ICMP信息

策略性路由的應(yīng)用

基于源地址選路( Source-Sensitive Routing)

如果一個網(wǎng)絡(luò)通過兩條線路接入互聯(lián)網(wǎng)，一條是比較快的ADSL，另外一條是比較慢的普通的調(diào)制解調(diào)器。這樣的話，網(wǎng)絡(luò)管理員既可以提供無差別的路由服務(wù)，也可以根據(jù)源地址的不同，使一些特定的地址使用較快的線路，而普通用戶則使用較慢的線路，即基于源址的選路。

根據(jù)服務(wù)級別選路(Quality of Service)

網(wǎng)絡(luò)管理員可以根據(jù)IP報頭的服務(wù)級別域，對于不同的服務(wù)要求可以分別對待對于傳送速率、吞吐量以及可靠性的有不同要求的數(shù)據(jù)報根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的狀況進(jìn)行不同的路由。

節(jié)省費用的應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)管理員可以根據(jù)通信的狀況，讓一些比較大的陣發(fā)性通信使用一些帶寬比較高但是比較貴的路徑一段短的時間，然后讓基本的通信繼續(xù)使用原來比較便宜的基本線路。例如，管理員知道，某一臺主機(jī)與一個特定的地址通信通常是伴隨著大量的陣發(fā)性通信的，那么網(wǎng)絡(luò)管理員可以安排一些策略，使得這些主機(jī)使用特別的路由，這些路由是按需撥號，帶寬比較高的線路，通信完成以后就停止使用，而普通的通信則不受影響。這樣既提高網(wǎng)絡(luò)的性能，又能節(jié)省費用。