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实战中学习TCPIP模型——互联网层

2020-12-19 17:33:33  阅读：169  来源： 互联网

标签：实战 via 16 0.0 route 0.200 互联网 172.16 TCPIP


文章目录

实战中学习TCP/IP模型——互联网层

学习一个复杂的概念，我有一些经验与大家分享。了解技术出现要解决的问题，知道解决这问题实施的步骤，列出技术的特点。也就是对自己的经典三问:Why? How ? Feature?

Why?

​ 互联网层最重要的协议是IP协议(Internet Protocol)。那么IP协议解决什么问题呢？我们知道，数据的传播分为单播，广播和组播。单播指向目标主机的MAC地址，广播则是对自身数据包进行标记，让所有主机都来处理。当前我国互联网用户超过8亿，如果每人1天发送1条广播，那么平均每人每分钟处理的广播数量为800,000,000/(3600*24)，接近1万个广播。这无疑是对网络资源的巨大浪费，同时也无法防止滥发小广告式式的恶意骚扰。

​ 因此，既要保证单播正常运行，又要控制广播影响范围是互联网层要解决的基本问题，一代又一代的大佬们，都选择了IP协议。

HOW?

隔离广播——划分子网

​ 为了隔离广播，IP协议使用IP地址将整个互联网层划分成了多个子网，主机发送的广播只能在子网内。

范围寻址——路由表

​ 获取目标IP的mac地址的ARP服务是依赖广播的，广播被子网隔断后，如何获取其它子网的IP地址对应的mac地址就成了新问题。

​ 每个子网都有一个网关，承载它的网络设备一般是路由器。当ARP服务所需的IP不在子网内时，广播会被发送到网关路由器。路由器通过路由表，寻找目标IP对应子网段的路由器。这样广播就只在路由器间传递，同时又解决了实现单播所必须的ARP寻址问题。

​

#路由表查看
route -n

#路由表增加

#增加直连路由
route add -net 192.168.0.0/24 gw 172.16.0.1 dev eth0

#增加默认路由
route add -net 0.0.0.0/0 gw 172.16.0.1
route add default gw 172.16.0.1			#推荐

#路由表删除
route del -net 192.168.122.0/24
route del default

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-w6wIr5j6-1608369479755)(https://i.loli.net/2020/10/28/U8Dbcjao1MSgZ7h.png)]

一个路由表通常是这样的，图中代表10.0.0.0/24，192.168.122.0/24这两个网段，网关为0.0.0.0，即可以直接发送广播；其它网段需要将数据包发送给10.0.0.2这台主机。

实战：使用三台Linux主机作为路由器，使得两台Linux主机，IP分别为172.16.0.100/16,172.22.0.100/16能够相互通信。

环境搭建

配置网段

克隆三台虚拟机，每台虚拟机增加额外1张网卡。VMware配置子网，vmnet3,vmnet4,vmnet5,vmnet6

网络名称网段
vmnet3172.16.0.0/16
vmnet4172.18.0.0/16
vmnet5172.20.0.0/16
vmnet6172.22.0.0/16
配置网卡

对五台主机配置双网卡，网络详情见下表。

主机名eth0eth1
CentOS610.0.0.6/24172.16.0.100/16
CentOS710.0.0.7/24172.22.0.100/16
R1172.16.0.200/16172.18.0.200/16
R2172.18.0.201/16172.20.0.200/16
R3172.20.20.201/16172.22.0.200/16

网络拓扑见图1-1。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-c05kbUWK-1608369479758)(https://i.loli.net/2020/12/14/9HOAcoQgtkdXWC2.png)]

​ 图1-1

通过修改配置文件/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0 /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth1两份配置文件完成

配置完成后，应该验证同一网段的网络是否能够连通，以验证配置的正确性。

#CentOS6与R1的网络验证
#-c 执行一次
#-W 时间窗口为1s,指超过1秒后没有响应则认为响应超时。
ping 172.16.0.200 -c1 -W1

#R1与R2的网络验证
ping 172.18.0.201 -c1 -W1

#R2与R3的的网络验证
ping 172.20.0.201 -c1 -W1

#R3与CentOS7的的网络验证
ping 172.22.0.100 -c1 -W1

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-WVJcKh7O-1608369479759)(https://i.loli.net/2020/12/14/TVkFN8uR4yEvDQH.png)]

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-DE81qhDN-1608369479760)(https://i.loli.net/2020/12/14/ze4HFTvLoOrdBiV.png)]

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-WvpaVQFr-1608369479761)(https://i.loli.net/2020/12/14/k9No8jyJ6lXCia7.png)]

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-JE4hYdn5-1608369479763)(https://i.loli.net/2020/12/14/Fio7JgbjNaP1X5e.png)]

路由配置思路

主机172.16.0.100,主机名Centos6想要与主机172.22.0.100，主机名为Centos7通信，需要跨过的路由器R1,R2,R3，共172.16.0.0,172.18.0.0,172.20.0.0,172.22.0.0四个网段，配置路由表时要考虑这四个网段互通。

主机CentOS6

CentOS6应该要能与外网通信，与内网通信。

与外网通信，使用网关10.0.0.1/24，即宿主机作为NAT网关。

与内网的四个网段通信，172.16.0.0/16在与主机在同一网段，应该使用广播，即gw为0.0.0.0,与其它三个内网网段通信需要通过R1转发，与eth1直连的网卡为R1主机的eth0网卡，IP地址为172.16.0.200。

所以Centos6的路由表应该是

目标网关接口
default(与互联网通信)10.0.0.1eth0
172.16.0.0/160.0.0.0eth1
172.18.0.0/16172.16.0.200eth1
172.20.0.0/16172.16.0.200eth1
172.22.0.0/16172.16.0.200eth1
路由器R1

路由器应该能与外网通信，与内网通信。

与外网通信，可以通过CentOS6主机转发，所以使用网关172.16.0.100

与内网通信，也需要配置四个网段的路由表。

因为有两块网卡分别配置为172.16.0.0/16和172.18.0.0/16。所以这两个网段的通信是使用广播，无需配置，路由表会自动生成。所以仅需配置172.20.0.0/16和172.22.0.0/16。

后两个网段连接都是通过R2的网卡eth0，所以网关地址为172.18.0.201

目标网关接口
default（与互联网通信）172.16.0.100eth0
172.16.0.0/160.0.0.0eth1
172.18.0.0/160.0.0.0eth1
172.20.0.0/16172.18.0.201eth1
172.22.0.0/16172.18.0.201eth1
路由器R2

与外网通信统一走CentOS6，通过R1传输，所以网关为R1的eth1。

18网段和20网段为同一子网，不需要配置。

16网段需通过R1的eth1，22网段需通过R3的eth0，所以获取相应的IP地址即可

目标网关接口
default（与互联网通信）172.18.0.200eth0
172.16.0.0/16172.18.0.200eth0
172.18.0.0/160.0.0.0eth1
172.20.0.0/160.0.0.0eth1
172.22.0.0/16172.20.0.201eth1
路由器R3

R3的配置与R1对称，访问其余网段均通过R2的eth1网口172.20.0.200。

目标网关接口
default（与互联网通信）172.20.0.200eth0
172.16.0.0/16172.20.0.200eth0
172.18.0.0/16172.20.0.200eth0
172.20.0.0/160.0.0.0eth0
172.22.0.0/160.0.0.0eth1
CentOS7主机

与CentOS7主机对称，使用宿主机网关访问互联网，使用R3的eth1网卡与内网通信。

目标网关接口
default（与互联网通信）10.0.0.1eth0
172.16.0.0/16172.22.0.200eth1
172.18.0.0/16172.22.0.200eth1
172.20.0.0/16172.22.0.200eth1
172.22.0.0/160.0.0.0eth1

路由配置命令

route命令配置路由表（临时）
#route命令常见用法
#增
#增加默认路由
route add default gw 172.22.0.100
#增加网段
route -net 172.22.0.0/16 gw 172.22
#删
#删除默认路由
route del default
#删除网段
route del 172.22.0.0/16 gw 172.22.0.100
#改
#没有修改选项，只能删除后新增

#查
route -n

#route修改的路由表只在内存中，不能永久生效。
配置文件配置路由表（永久）
#配置文件/etc/sysconfig/network
#格式与ip命令配置路由表一致

#通往172.22.0.0/16网段，使用网关为172.18.0.201,后面的网卡可以省略
172.22.0.0/16 via 172.18.0.201 [dev interface]

#通往默认路由，使用网关为172.16.0.0
default via 172.16.0.0

配置过程

#CentOS6配置文件/etc/sysconfig/network-scripts/route-eth0
default via 10.0.0.1
#CentOS6配置文件/etc/sysconfig/network-scripts/route-eth1
172.18.0.0/16 via 172.16.0.200
172.20.0.0/16 via 172.16.0.200
172.22.0.0/16 via 172.16.0.200

#R1配置文件/etc/sysconfig/network-scripts/route-eth0
default via 172.16.0.100

#R1配置文件/etc/sysconfig/network-scripts/route-eth1
172.20.0.0/16 via 172.18.0.201
172.22.0.0/16 via 172.18.0.201

#R2配置文件/etc/sysconfig/network-scripts/route-eth0
default via 172.18.0.200
172.16.0.0/16 via 172.18.0.200

#R2配置文件/etc/sysconfig/network-scripts/route-eth1
172.22.0.0/16 via 172.20.0.201

#R3配置文件/etc/sysconfig/network-scripts/route-eth0
default via 172.20.0.200
172.16.0.0/16 via 172.20.0.200
172.18.0.0/16 via 172.20.0.200

#CentOS7配置文件/etc/sysconfig/network-scripts/route-eth0
default via 10.0.0.1

#CentOS7配置文件/etc/sysconfig/network-scripts/route-eth1
172.16.0.0/16 via 172.22.0.200
172.18.0.0/16 via 172.22.0.200
172.20.0.0/16 via 172.22.0.200
代码段
#CentOS6
cat <<EOF >>/etc/sysconfig/network-scripts/route-eth0
default via 10.0.0.1
EOF

cat <<EOF >>/etc/sysconfig/network-scripts/route-eth1
172.18.0.0/16 via 172.16.0.200
172.20.0.0/16 via 172.16.0.200
172.22.0.0/16 via 172.16.0.200
EOF

#R1
cat <<EOF >>/etc/sysconfig/network-scripts/route-eth0
default via 172.16.0.100
EOF

cat <<EOF >>/etc/sysconfig/network-scripts/route-eth1
172.20.0.0/16 via 172.18.0.201
172.22.0.0/16 via 172.18.0.201
EOF


#R2
cat <<EOF >>/etc/sysconfig/network-scripts/route-eth0
default via 172.18.0.200
172.16.0.0/16 via 172.18.0.200
EOF

cat <<EOF >>/etc/sysconfig/network-scripts/route-eth1
172.22.0.0/16 via 172.20.0.201
EOF

#R3
cat <<EOF >>/etc/sysconfig/network-scripts/route-eth0
default via 172.20.0.200
172.16.0.0/16 via 172.20.0.200
172.18.0.0/16 via 172.20.0.200
EOF

#CentOS7
cat <<EOF >>/etc/sysconfig/network-scripts/route-eth1
172.16.0.0/16 via 172.22.0.200
172.18.0.0/16 via 172.22.0.200
172.20.0.0/16 via 172.22.0.200
EOF

配置路由转发

路由表配置完毕后，重启主机。

尝试在CentOS6与CentOS7通信

#CentOS7
ping 172.16.0.100

image-20201219071846725

未能成功，在R1，R2，R3上抓包，确认包是否成功发送。

#R1 R2 R3
tcpdump -i eth1 -nn icmp

在R3上发现包已经发送，R1和R2没有接收到。这是因为使用操作系统并不是真正的路由器，在处理单波时，会自动丢弃不是发给本机的数据包。解决方式是修改内核参数net.ipv4.ip_forward

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-rNJxkhRG-1608369479764)(https://i.loli.net/2020/12/19/9bT5JsSFgjEW61N.png)]

临时修改net.ipv4.ip_forward
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

可以看到修改完后，R2立刻收到了数据包。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Gs43WRLG-1608369479764)(https://i.loli.net/2020/12/19/BQV6RP3yOHuJiGL.png)]

当R1重新配置完后，再次从CentOS7尝试与CentOS6通信，发现已经成功。[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-UgWH6aA6-1608369479765)(https://i.loli.net/2020/12/19/9tyjQdcBNvwGOC4.png)]

配置永久生效
#内核参数修改
#查看
sysctl -a | grep ip_forwad
#修改配置文件
#自定义配置文件为/etc/sysctl.d/xxx.conf，使用这种配置文件的好处是想要恢复为默认状态，直接将该文件删除即可
#默认的配置文件为/etc/sysctl.conf，不建议修改它。
echo "net.ipv4.ip_forward=1" >> /etc/sysctl.d/env.conf

标签：实战,via,16,0.0,route,0.200,互联网,172.16,TCPIP
来源： https://blog.csdn.net/weixin_47588392/article/details/111407699

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