使用 Linux 系统 (PC 机) 做路由转发

发布于 2024-09-04 11:10:31 字数 8874 浏览 14 评论 0

1、网络拓扑

网络拓扑如下所示，我们在这里用到了三台机子做实验，分别是①、④、⑦号机，使用①号机 ping⑦号机，④号机作为路由转发。

2、错误的路由配置

首先我们使用如下的配置方法，配置这三台机子的路由表：

1）在①号机种配置如下，让目的网段是 10.0.4.0/24 的从 eth1 端口出去

route  add -net 10.0.4.0/24 dev eth1

在①号机的查看路由表输入如下命令：

route -n

①号机的路由表的结果如下：

2）在⑦号机使用同样方法配置路由，结果如下：

3）在 4 号机配置路由转发功能，即将/etc/sysctl.conf 文件里面的 net.ipv4.ip_forward 的值置 1：

4）所有的配置已经完成，我们在①号机 ping④号机

ping  10.0.4.3

结果如下，即 ping 不通：

PING 10.0.4.3 (10.0.4.3) 56(84) bytes of data.
From 10.0.1.3 icmp_seq=2 Destination Host Unreachable
From 10.0.1.3 icmp_seq=3 Destination Host Unreachable
From 10.0.1.3 icmp_seq=4 Destination Host Unreachable
From 10.0.1.3 icmp_seq=6 Destination Host Unreachable
From 10.0.1.3 icmp_seq=7 Destination Host Unreachable
From 10.0.1.3 icmp_seq=8 Destination Host Unreachable

这里为了方便研究，把①号机的 eth1 配置放出来

eth1      Link encap:Ethernet  HWaddr 00:16:EC:AF:CB:CB  
          inet addr:10.0.1.3  Bcast:10.255.255.255  Mask:255.255.255.0
          inet6 addr: fe80::216:ecff:feaf:cbcb/64 Scope:Link
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:4564 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:6688 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:459463 (448.6 KiB)  TX bytes:546633 (533.8 KiB)
          Interrupt:23 Base address:0x6000

在①号机 ping 的同时，我在④号机抓 eth1 包，结果如下：

[root@h4~]# tcpdump -i eth1 -enn
tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on eth1, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 65535 bytes
15:26:44.388614 00:16:ec:af:cb:cb > ff:ff:ff:ff:ff:ff, ethertype ARP (0x0806), length 60: Request who-has 10.0.4.3 tell 10.0.1.3, length 46
15:26:45.391014 00:16:ec:af:cb:cb > ff:ff:ff:ff:ff:ff, ethertype ARP (0x0806), length 60: Request who-has 10.0.4.3 tell 10.0.1.3, length 46
15:26:47.387821 00:16:ec:af:cb:cb > ff:ff:ff:ff:ff:ff, ethertype ARP (0x0806), length 60: Request who-has 10.0.4.3 tell 10.0.1.3, length 46
15:26:48.391220 00:16:ec:af:cb:cb > ff:ff:ff:ff:ff:ff, ethertype ARP (0x0806), length 60: Request who-has 10.0.4.3 tell 10.0.1.3, length 46
15:26:49.392621 00:16:ec:af:cb:cb > ff:ff:ff:ff:ff:ff, ethertype ARP (0x0806), length 60: Request who-has 10.0.4.3 tell 10.0.1.3, length 46

可见①号一直在寻找配有 10.0.4.3 IP 的机子的 mac 地址，即一直在发 arp 包。但是路由器（④号机）默认是不转发 arp 报文的，所有①号机永远也 ping 不通⑦号机。

3、正确的配置

在①号机种配置路由，命令如下：

route add -net 10.0.4.0/24 gw 10.0.1.2

这时候①号机的路由表：

[root@h1 ~]# 
[root@h1 ~]# route -n
Kernel IP routing table
Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
10.0.4.0        10.0.1.2        255.255.255.0   UG    0      0        0 eth1
10.0.5.0        0.0.0.0         255.255.255.0   U     0      0        0 eth2
10.0.1.0        0.0.0.0         255.255.255.0   U     0      0        0 eth1
192.168.99.0    0.0.0.0         255.255.255.0   U     1      0        0 eth0
0.0.0.0         192.168.99.1    0.0.0.0         UG    0      0        0 eth0

同样的方法配置⑦号机的路由表

root@h7:~# route -n
内核 IP 路由表
目标            网关            子网掩码        标志  跃点   引用  使用 接口
0.0.0.0         192.168.99.1    0.0.0.0         UG    0      0        0 eth0
10.0.1.0        10.0.4.2        255.255.255.0   UG    0      0        0 eth1
10.0.4.0        0.0.0.0         255.255.255.0   U     1      0        0 eth1
10.0.7.0        0.0.0.0         255.255.255.0   U     1      0        0 eth2
192.168.99.0    0.0.0.0         255.255.255.0   U     1      0        0 eth0

下面再进行 ping 测试，在①号机 ping⑦号机，结果能够 ping 通。在这里我们问了方便分析,首先列出各网卡的 MAC 地址

①号机 eth1:HWaddr 00:16:EC:AF:CB:CB
④号机 eth1:HWaddr 40:61:86:32:8F:0B 
④号机 eth4:HWaddr 40:61:86:32:8F:0E
⑦号机 eth1:HWaddr 00:25:90:93:40:79

④号机 eth1 抓包如下：

[root@h4 ~]# tcpdump -i eth1 -enn
tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on eth1, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 65535 bytes
16:02:26.809445 00:16:ec:af:cb:cb > 40:61:86:32:8f:0b, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 10.0.1.3 > 10.0.4.3: ICMP echo request, id 8079, seq 1, length 64
16:02:26.810723 40:61:86:32:8f:0b > 00:16:ec:af:cb:cb, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 10.0.4.3 > 10.0.1.3: ICMP echo reply, id 8079, seq 1, length 64
16:02:27.811847 00:16:ec:af:cb:cb > 40:61:86:32:8f:0b, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 10.0.1.3 > 10.0.4.3: ICMP echo request, id 8079, seq 2, length 64
16:02:27.813136 40:61:86:32:8f:0b > 00:16:ec:af:cb:cb, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 10.0.4.3 > 10.0.1.3: ICMP echo reply, id 8079, seq 2, length 64
16:02:28.813248 00:16:ec:af:cb:cb > 40:61:86:32:8f:0b, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 10.0.1.3 > 10.0.4.3: ICMP echo request, id 8079, seq 3, length 64
16:02:28.814551 40:61:86:32:8f:0b > 00:16:ec:af:cb:cb, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 10.0.4.3 > 10.0.1.3: ICMP echo reply, id 8079, seq 3, length 64
16:02:29.814648 00:16:ec:af:cb:cb > 40:61:86:32:8f:0b, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 10.0.1.3 > 10.0.4.3: ICMP echo request, id 8079, seq 4, length 64

④号机 eth4 抓包如下：

root@h4 ~]# tcpdump -i eth4 -enn
tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on eth4, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 65535 bytes
16:02:26.809460 40:61:86:32:8f:0e > 00:25:90:93:40:79, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 10.0.1.3 > 10.0.4.3: ICMP echo request, id 8079, seq 1, length 64
16:02:26.810715 00:25:90:93:40:79 > 40:61:86:32:8f:0e, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 10.0.4.3 > 10.0.1.3: ICMP echo reply, id 8079, seq 1, length 64
16:02:27.811853 40:61:86:32:8f:0e > 00:25:90:93:40:79, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 10.0.1.3 > 10.0.4.3: ICMP echo request, id 8079, seq 2, length 64
16:02:27.813130 00:25:90:93:40:79 > 40:61:86:32:8f:0e, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 10.0.4.3 > 10.0.1.3: ICMP echo reply, id 8079, seq 2, length 64
16:02:28.813255 40:61:86:32:8f:0e > 00:25:90:93:40:79, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 10.0.1.3 > 10.0.4.3: ICMP echo request, id 8079, seq 3, length 64
16:02:28.814545 00:25:90:93:40:79 > 40:61:86:32:8f:0e, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 10.0.4.3 > 10.0.1.3: ICMP echo reply, id 8079, seq 3, length 64

⑦号机 eth1 抓包如下：

root@h7:~# tcpdump -i eth1 -enn
tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on eth1, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 65535 bytes
16:02:27.222853 40:61:86:32:8f:0e > 00:25:90:93:40:79, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 10.0.1.3 > 10.0.4.3: ICMP echo request, id 8079, seq 1, length 64
16:02:27.222867 00:25:90:93:40:79 > 40:61:86:32:8f:0e, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 10.0.4.3 > 10.0.1.3: ICMP echo reply, id 8079, seq 1, length 64
16:02:28.225226 40:61:86:32:8f:0e > 00:25:90:93:40:79, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 10.0.1.3 > 10.0.4.3: ICMP echo request, id 8079, seq 2, length 64
16:02:28.225237 00:25:90:93:40:79 > 40:61:86:32:8f:0e, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 10.0.4.3 > 10.0.1.3: ICMP echo reply, id 8079, seq 2, length 64
16:02:29.226638 40:61:86:32:8f:0e > 00:25:90:93:40:79, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 10.0.1.3 > 10.0.4.3: ICMP echo request, id 8079, seq 3, length 64
16:02:29.226649 00:25:90:93:40:79 > 40:61:86:32:8f:0e, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 10.0.4.3 > 10.0.1.3: ICMP echo reply, id 8079, seq 3, length 64
16:02:30.228059 40:61:86:32:8f:0e > 00:25:90:93:40:79, ethertype IPv4 (0x0800), length 98: 10.0.1.3 > 10.0.4.3: ICMP echo request, id 8079, seq 4, length 64

从抓取的包中我们不难看出，①号机在 ping ⑦号机时，由于其中路由表配置了通过四号机的 eth1（10.0.1.2）地址，这个地址对应的 mac①号机已经缓存了，所有没有进行 arp 广播就直接开始发送 ICMP 包，并且目的 ip 是⑦号机，目的 MAC 是④号机的 eth1 的，之后在④号机路由中又将目的 MAC 变成了④号机的 eth4 的，目的 ip 不变，回来的过程相仿。

4、结论

由于 linux 路由器默认不转发 arp 报文到,所有若像”错误的配置“那样配置路由，①号机一直处在询问目的 MAC 的阶段而无法让路由器④号机转发数据包，所有我们可以通过”正确的配置“那样配置路由让①号机使用④号机 eth1 的 MAC 出去，然后再一步一步转发。或者通过”错误的配置“那样配置路由，然后在 ④号机中使用 arp 代理，从而让①号机获得⑦号机的 MAC，从而从发送 arp 报文阶段到发送 ICMP 包阶段。

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