大部份的 Linux 發行廠商 ﹐以及多數 UNIX 系統﹐目前均沿用歷史悠久的 'arp'､'ifconfig'､和 'route' 等長青兵器。雖說這些工具都仍能使用﹐然而在 Linux 2.2 及以後的版本中﹐他們就或許力有不逮了。例如﹐目前 GRE tunnel 已成路由中的密不可分的一部份﹐但卻需要完全不一樣的工具才做得到。
用 iproute2 的話﹐其自身的兵器架上就包含了 tunnels 。
Linux 2.2 及以後的核心內含一個完全重新設計的網路子系統。此一全新的網路程式碼(networking code)讓 Linux 在效能和功能上﹐較其它 OS 更勝一籌。事實上﹐新的路由過濾還有分類(classifying)程式 ﹐比起一些專用路由器﹐以及防火牆和流量管制產品﹐在功能上甚至有過之而無不及。
隨著新網路概念的不斷涌現﹐人們無不各顯神通將之安插於現有 OS 的架構之上。然而﹐這些持續的堆積﹐卻導致網路程式碼變的無奇不有﹐有如各家劍譜﹐莫衷一是。在過去﹐Linux 模仿 SunOS 來處理這些事情﹐但終非長治理久安的良策。
此一新架構將可詳盡闡釋遠非 Linux 所能及的上乘技巧。
Linux 本身有一個複雜異常的系統用於頻寬界定﹐叫做 Traffic Control。此系統支援多種方法﹐以應付傳入及傳出交通的分類(classfying)､優先排序(prioritizing)､分享(sharing)､以及限制(limiting)﹐等處理。
下面﹐我們就讓我們粗略溜灠一下 iproute2 的功力吧。
首先﹐請確定必須的使用者工具已經安全妥當。在 RedHat 和 Debian 上﹐此套件都叫做 'iproute'﹐或是直接抓 ftp://ftp.inr.ac.ru/ip-routing/iproute2-2.2.4-now-ss??????.tar.gz" 也可以。iproute 中的某些部份還需要將特定的核心選項打開。
您也可以嘗試到 這裡 獲得最新的版本。
給您一個驚喜﹐其實 iproute2 已經設定好了﹗當前命令如 ifconfig 和 route ﹐都已經使用進階的 syscall﹐但通常都使用預設值。
其中 ip 這工具最為重要﹐下面用它將我們的界面列示出來。
ip 顯示連線 (ip shows us our links)
[ahu@home ahu]$ ip link list
1: lo: <LOOPBACK,UP> mtu 3924 qdisc noqueue
link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
2: dummy: <BROADCAST,NOARP> mtu 1500 qdisc noop
link/ether 00:00:00:00:00:00 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
3: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,PROMISC,UP> mtu 1400 qdisc pfifo_fast qlen 100
link/ether 48:54:e8:2a:47:16 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
4: eth1: <BROADCAST,MULTICAST,PROMISC,UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast qlen 100
link/ether 00:e0:4c:39:24:78 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
3764: ppp0: <POINTOPOINT,MULTICAST,NOARP,UP> mtu 1492 qdisc pfifo_fast qlen 10
link/ppp
您所讀到的資料或許有所不同﹐這裡所顯示的是在我家裡的 NAT router 上的資料。我下面只會解釋輸出結果的一部份而已﹐因為並非全部資料都是相關的。
讓我們先看看 loopback 界面。有可能您的電腦並沒裝任何界面﹐但我建議您起碼將它設定起來。其中的 MTU (Maximum Transfer Unit) 體積是 3924 octet﹐同時並沒被佇列(queued) 起來。這是合理的﹐因為 loopback 界面是由核心虛構出來的。
現在而言﹐我暫時略過 dummy 界面不談﹐而且它也未必出現在您的電腦上面。接下來是我的兩張實體網路界面﹐一個連接我的 cable modem﹐另一個接到我的家中網路去。最後﹐我們也看到一個 ppp0 的界面。
注意﹐這裡並沒有 IP 位址哦。iproute 並沒有將 'links' 和 'IP addresses' 這兩概念連在一起。如果用 IP aliasing 的話﹐那麼 IP 位址的概念就似乎變得不怎麼貼切了。
不過﹐它會將 MAC 位址顯示出來﹐也就是我們的 ethernet 界面的實體辨別位址啦。
ip 顯示 IP 位址 (ip shows us our IP addresses)
[ahu@home ahu]$ ip address show
1: lo: <LOOPBACK,UP> mtu 3924 qdisc noqueue
link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
inet 127.0.0.1/8 brd 127.255.255.255 scope host lo
2: dummy: <BROADCAST,NOARP> mtu 1500 qdisc noop
link/ether 00:00:00:00:00:00 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
3: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,PROMISC,UP> mtu 1400 qdisc pfifo_fast qlen 100
link/ether 48:54:e8:2a:47:16 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 10.0.0.1/8 brd 10.255.255.255 scope global eth0
4: eth1: <BROADCAST,MULTICAST,PROMISC,UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast qlen 100
link/ether 00:e0:4c:39:24:78 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
3764: ppp0: <POINTOPOINT,MULTICAST,NOARP,UP> mtu 1492 qdisc pfifo_fast qlen 10
link/ppp
inet 212.64.94.251 peer 212.64.94.1/32 scope global ppp0
這次所包含的資訊就比較多了。它將所有的位址﹐以及所屬的網卡都顯示出來。'inet' 代表 Internet (IPv4)。當然﹐還有許多其它的位址族群﹐不過目前來說﹐暫時與我們無關。
讓我們仔細的看看 eth0 吧。它目前被分配的 inet 位址是 '10.0.0.1/8'。這是什麼意思呢﹖先看 /8 好了﹐它所代表的是網路位址 bit 數目。因為一個 IP 位址有 32 bit﹐所以我們就剩下 24 bit 給我的網路(主機)使用了。10.0.0.1 的前面 8 個 bit 所對應的是 10.0.0.0﹐也就是我們的網路位址(Network Address)﹐這樣﹐我們的 netmask 是 255.0.0.0。
那剩下的 bits (所對應的位址)就直接連線到這個界面﹐拿例子來說明﹕可以直接在這個界面連上 10.250.3.13 ﹐同樣﹐也可以連接 10.0.0.1 。
至於 ppp0 呢﹐也是同樣的原理啦﹐只是號碼之別而已。它的位址是 212.64.94.251﹐並沒有 subnet mask。這表示我們有一個 point-to-point 的連線﹐並且所有位址﹐除了這個 212.64.94.251 之外﹐都在遠端那邊。除此之外﹐還有更多的資訊﹐告訴我們在連線的另一端也同樣只有一個位址﹕212.64.94.1。那個 /32 ﹐是告訴我們沒有 'network bits' 的意思。
牢靠的掌握前述概念是至關重要的。假如您在理解上有困難﹐請參考本 HOWTO 前面所介紹的資料。
(譯者按﹕關於 IP 和 netmask 的關係﹐主要是用來判斷出‘網路位址’和‘主機位址’之用的。詳細的判斷規則﹐可以參考譯者的網站﹕ http://www.study-area.org/network/network_ipadd.htm。)
同時﹐還請留意 'qdisc' 這個東東﹐它是 Queueing Discipline (佇列戒律﹖) 的意思。這個概念也至為重要。
ip 顯示路由 (ip shows us our routes)好了﹐我們已經曉得如何查找 10.x.y.z 這樣的位址了﹐而且也能夠連上 212.64.94.1。只是﹐光是這幾路散手是不能出師的﹐所以我們還要教您如何殺出木人巷。我們可以透過 ppp 連線接上 internet﹐同時封包會以 212.64.94.1 這個位址丟到外面去﹐然後別人也是以這個位址將結果送回來。
[ahu@home ahu]$ ip route show
212.64.94.1 dev ppp0 proto kernel scope link src 212.64.94.251
10.0.0.0/8 dev eth0 proto kernel scope link src 10.0.0.1
127.0.0.0/8 dev lo scope link
default via 212.64.94.1 dev ppp0
輸出結果本身就說得很清楚了。前面 4 行精確的描述出我們用 ip address show 所揭示的意義﹐而最後一行則告訴我們我們可以透過 212.64.94.1﹐也就是我們的預設網關(default gateway)﹐和外面的世界做連線。我們之所以將之視為網關﹐是因為我們將封包送給 212.64.94.1﹐然後它就會幫我們善後了。
為方便比較﹐如下是舊的 'route' 命令所顯示的內容﹕
[ahu@home ahu]$ route -n
Kernel IP routing table
Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use
Iface
212.64.94.1 0.0.0.0 255.255.255.255 UH 0 0 0 ppp0
10.0.0.0 0.0.0.0 255.0.0.0 U 0 0 0 eth0
127.0.0.0 0.0.0.0 255.0.0.0 U 0 0 0 lo
0.0.0.0 212.64.94.1 0.0.0.0 UG 0 0 0 ppp0
ARP 就是 Address Resolution Protocol﹐其定義可以參考 RFC 826。ARP 是用來查找同一本地網路上﹐其它主機之實體位址/位置用的。而在 Internet 上的機器﹐則通常用它的名稱來判別﹐並用它查詢出 IP 位址。這就是 foo.com 網路的機器﹐為何能與 bar.net 網路的機器進行溝通的原理。不過﹐光得到一個 IP 位址﹐是沒辦法告訴您該機器的實體位置在哪裡的。這時﹐ARP 就派得上用場了。
或許﹐我們找個例子來說說會比較好理解。假設我用幾台機器組成一個網路。其中兩台目前在我的網路上﹐一台叫 foo﹐其 IP 位址是 10.0.0.1﹔另一台叫 bar﹐其 IP 位址是 10.0.0.2。現在﹐foo 想要 ping 一下 bar﹐看看他是否在線上﹐然而頭痛的是﹐foo 並不知道 bar 在哪裡。這樣﹐當 foo 決定要對 bar 做 ping 的時候﹐它需要先丟出一個 ARP 請求(request)。 這個 ARP 請求就好像 foo 在大聲喊﹕“Bar(10.0.0.2)﹗您在哪裡啊﹖”其結果是﹐在網路上的所有機器都聽到這個呼叫﹐但卻只有 bar (10.0.0.2) 會作出回應。然後 bar 會丟出一個 ARP 回應(reply) 直接送回給 foo ﹕“Foo(10.0.0.1)﹐我在 00:60:94:E9:08:12 這裡啦。”用這個簡單的交流來找出網路上的同伴之後﹐foo 就可以和 bar 溝通了﹐直到它(其 arp cache)忘記 bar 在何方為止。
現在就讓我們看看這是如何工作的。您可以先檢查機器目前的 arp table ﹐應該會有點像這樣﹕
[root@espa041 /home/src/iputils]# ip neigh show
9.3.76.42 dev eth0 lladdr 00:60:08:3f:e9:f9 nud reachable
9.3.76.1 dev eth0 lladdr 00:06:29:21:73:c8 nud reachable
正如您所見到的﹐我的機器 espa041(9.3.76.41) 已知道到哪裡找 espa042(9.3.76.42)﹐還有 espagate(9.3.76.1)。然後讓我們將另一台機器加入 arp cache 中。
[root@espa041 /home/paulsch/.gnome-desktop]# ping -c 1 espa043
PING espa043.austin.ibm.com (9.3.76.43) from 9.3.76.41 : 56(84) bytes of data.
64 bytes from 9.3.76.43: icmp_seq=0 ttl=255 time=0.9 ms
--- espa043.austin.ibm.com ping statistics ---
1 packets transmitted, 1 packets received, 0% packet loss
round-trip min/avg/max = 0.9/0.9/0.9 ms
[root@espa041 /home/src/iputils]# ip neigh show
9.3.76.43 dev eth0 lladdr 00:06:29:21:80:20 nud reachable
9.3.76.42 dev eth0 lladdr 00:60:08:3f:e9:f9 nud reachable
9.3.76.1 dev eth0 lladdr 00:06:29:21:73:c8 nud reachable
結果如上﹐espa041 先嘗試連接 espa043﹐然後 espa043 的實體位址也已被加進 arp cache 中。這樣﹐除非 espa043 的記錄逾時(例如他們之間再無溝通)﹐espa041 就知道到哪裡找 espa043﹐而無需再送 ARP 請求了。﹐
現在﹐讓我們將 espa043 從 arp cache 中刪除看看﹕
[root@espa041 /home/src/iputils]# ip neigh delete 9.3.76.43 dev eth0
[root@espa041 /home/src/iputils]# ip neigh show
9.3.76.43 dev eth0 nud failed
9.3.76.42 dev eth0 lladdr 00:60:08:3f:e9:f9 nud reachable
9.3.76.1 dev eth0 lladdr 00:06:29:21:73:c8 nud stale
好了﹐現在 espa041 再次忘記到哪裡找 espa043﹐而在下次要和 espa043 溝通的時候﹐就需要送出另外的 ARP 請求。同時﹐您還會從上面的輸出結果中發現﹕ espagate(9.3.76.1) 已經變為 "stale" 狀態。這是說﹐該顯示位置仍然有效﹐但在第一次向該機器傳送的時候﹐必須要先確認就是了。