静态路由探究

1、路由表详解

1.1 什么是路由表？

路由表（Routing Table）是存储在路由器或主机中的一张逻辑表，用于描述：

"去往某个目标网络 / 主机，应该从哪个接口发出，交给谁（下一跳）"

简单一句话：

路由表决定了 IP 数据包"往哪走、从哪走、交给谁"

路由表中保存的是网络拓扑的抽象结果，它既可以：

由管理员手工配置（静态路由）
也可以由路由协议自动学习（动态路由，如 OSPF、RIP、BGP）

本文主要讨论 Linux 下的静态路由表。

1.2 Linux 中查看路由表

在 Linux 系统中，可以使用 route 命令查看当前内核路由表：

bash 复制代码

[root@linux ~]# route -n
Kernel IP routing table
Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
192.168.10.0    0.0.0.0         255.255.255.0   U     0      0        0 eth0
169.254.0.0     0.0.0.0         255.255.0.0     U     0      0        0 eth0
0.0.0.0         192.168.10.30   0.0.0.0         UG    0      0        0 eth0

-n 表示不解析主机名和服务名，直接显示 IP，更清晰也更高效。

1.3 路由表项结构详解

一张路由表由 多条路由表项（Route Entry） 组成。

每发送一个 IP 报文，内核都会遍历这张表，选择一条最合适的路由。

名称	含义
Destination	目标网络或目标主机（0.0.0.0 表示默认路由）
Gateway	下一跳地址；为 0.0.0.0 表示直连网络
Genmask	网络掩码，用于匹配目标 IP
Flags	路由标志位
Metric	路由度量值（优先级参考）
Ref	被引用次数（已废弃，通常为 0）
Use	被查找使用的次数
Iface	出口网络接口

1.4 Flags 字段说明

名称	含义
U	路由已启用（Up）
H	主机路由（Host）
G	需要经过网关（Gateway）
D	动态路由生成
R	动态路由重新初始化
M	被路由守护进程修改
！	路由被禁用

最常见的组合是：

U：直连路由
UG：通过网关的路由（如默认路由）

1.5 两个"特殊"的路由表项

1️⃣ Gateway 为 0.0.0.0

Gateway = 0.0.0.0

表示：

目标网络与本机在同一个二层网络中，可以直接通信，不需要经过网关

此时：

内核会通过 ARP 查询目标 IP 对应的 MAC 地址
然后直接从 Iface 指定的网卡发出

2️⃣ Destination + Genmask 都为 0.0.0.0

0.0.0.0 192.168.10.30 0.0.0.0

这是默认路由（Default Route），含义是：

"如果没有任何更精确的路由能匹配，就走这条路"

2 、路由表的匹配原理（核心）

1️⃣ 匹配流程

当系统需要发送一个 IP 报文时：

取出目标 IP
用目标 IP 与每一条路由表项的 Genmask 做 按位与
将结果与 Destination 比较
相同 → 命中该路由

2️⃣ 命中后的行为

Gateway ≠ 0
- 目标不在本地网段
- 修改目标 MAC 为网关 MAC
- IP 目的地址不变，从 Iface 指定的网卡发送给目标主机
Gateway = 0
- 目标在本地网段
- 直接从 Iface 指定的网卡发送给目标主机

3️⃣ 没有任何匹配？

查找默认路由
没有默认路由 → 直接丢包

3、路由类型划分

3.1 主机路由

指向单个 IP 地址的路由。

c 复制代码

route add -host 8.8.8.8 gw 192.168.2.1 dev eth0

特点：

掩码默认为 255.255.255.255
优先级 高于网络路由

3.2 网络路由

指向一个网络段：

c 复制代码

route add -net 192.168.0.0 netmask 255.255.255.0 gw 192.168.2.1 dev eth0

用于描述：

可达的远端子网
企业网络、跨网段通信

3.3 默认路由

兜底方案：

c 复制代码

route add default gw 192.168.2.1 dev eth0

添加前一定要确认：网关地址可达

4、总结

4.1 路由优先级与"最长前缀匹配"

当多条路由都能匹配同一个目标 IP 时，Linux 使用：

最长前缀匹配原则（Longest Prefix Match）

优先级从高到低：

主机路由 /32
网络路由（掩码越长越优先）
默认路由 /0

举例：

bash 复制代码

8.8.8.8/32        → 优先
8.8.8.0/24
0.0.0.0/0

4.2 一个完整的转发流程示例

对于一个跨网段的 IP 数据报：

查询路由表
命中最精确的路由项
根据路由项选择出口网卡
若需网关：
a. 查 ARP
b. 修改目标 MAC
发送数据包
无匹配且无默认路由 → 丢弃

4.3 路由表工作的层次

路由表工作在：

OSI 七层模型的网络层（Layer 3）

但要注意：

真正的数据转发还依赖：

二层 ARP
网卡驱动
物理链路