軟考網(wǎng)管：理解Windows中的路由表和默認(rèn)網(wǎng)關(guān)

　　網(wǎng)關(guān)和接口確定過(guò)程

　　在確定使用的路由項(xiàng)后，網(wǎng)關(guān)和接口通過(guò)以下方式確定：

　　如果路由項(xiàng)中的網(wǎng)關(guān)地址為空或者為本地計(jì)算機(jī)上的某個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，那么在發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)：

　　通過(guò)路由項(xiàng)中對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送;

　　源IP地址為此網(wǎng)絡(luò)接口的IP地址;

　　源MAC地址為此網(wǎng)絡(luò)接口的MAC地址;

　　目的IP地址為接收此數(shù)據(jù)包的目的主機(jī)的IP地址;

　　目的MAC地址為接收此數(shù)據(jù)包的目的主機(jī)的MAC地址;

　　如果路由項(xiàng)中的網(wǎng)關(guān)地址并不屬于本地計(jì)算機(jī)上的任何網(wǎng)絡(luò)接口，那么在發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)：

　　通過(guò)路由項(xiàng)中對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送;

　　源IP地址為路由項(xiàng)中對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)接口的IP地址;

　　源MAC地址路由項(xiàng)中對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)接口的MAC地址;

　　目的IP地址為接收此數(shù)據(jù)包的目的主機(jī)的IP地址;

　　目的MAC地址為網(wǎng)關(guān)的MAC地址;

　　在此我以上面的路由表為基礎(chǔ)，舉例進(jìn)行說(shuō)明：

　　和單播IP地址 192.168.1.8 的通信：在進(jìn)行相與計(jì)算時(shí)，1、3 項(xiàng)匹配，但是3項(xiàng)為最長(zhǎng)匹配路由，因此選擇3項(xiàng)。3項(xiàng)的網(wǎng)關(guān)地址為本地計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)接口192.168.1.6，因此發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)，目的IP地址為 192.168.1.8、目的MAC地址為192.168.1.8的MAC地址(通過(guò)ARP解析獲得)。

　　和單播IP地址 192.168.1.6 的通信：在進(jìn)行相與計(jì)算時(shí)，1、3、6 項(xiàng)匹配，但是6項(xiàng)為最長(zhǎng)匹配路由，因此選擇6項(xiàng)。6項(xiàng)的網(wǎng)關(guān)地址為本地環(huán)回地址127.0.0.1，因此直接將數(shù)據(jù)包發(fā)送至本地環(huán)回地址。

　　和單播IP地址 192.168.1.245 的通信：在進(jìn)行相與計(jì)算時(shí)，1、3、4、5 項(xiàng)匹配，但是4、5項(xiàng)均為最長(zhǎng)匹配路由，所以此時(shí)根據(jù)躍點(diǎn)數(shù)進(jìn)行選擇，5 項(xiàng)具有更低的躍點(diǎn)數(shù)，因此選擇5項(xiàng);在發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)，目的IP地址為192.168.1.254、目的MAC地址為192.168.1.7的MAC地址 (通過(guò)ARP解析獲得)。

　　和單播IP地址 10.1.1.1 的通信：在進(jìn)行相與計(jì)算時(shí)，只有 1 項(xiàng)匹配;在發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)，目的IP地址為10.1.1.1、目的MAC地址為192.168.1.1的MAC地址(通過(guò)ARP解析獲得)。

　　和子網(wǎng)廣播地址 192.168.1.255 的通信：在進(jìn)行相與計(jì)算時(shí)，1、3、4、5、7 項(xiàng)匹配，但是7項(xiàng)為最長(zhǎng)匹配路由，因此選擇7項(xiàng)。7項(xiàng)的網(wǎng)關(guān)地址為本地計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)接口，因此在發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)，目的IP地址為 192.168.1.255，目的MAC地址為以太網(wǎng)廣播地址FF:FF:FF:FF:FF:FF。

　　默認(rèn)路由與默認(rèn)網(wǎng)關(guān)

　　由于在路由表中存儲(chǔ)針 對(duì)每個(gè)主機(jī)或子網(wǎng)的路由項(xiàng)不可行，因此提出了默認(rèn)路由的概念，默認(rèn)路由中的網(wǎng)關(guān)稱(chēng)為默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。默認(rèn)路由的網(wǎng)絡(luò)地址為0.0.0.0，網(wǎng)絡(luò)掩碼為 0.0.0.0，它匹配任何網(wǎng)絡(luò)通信，因此當(dāng)?shù)竭_(dá)特定主機(jī)或特定子網(wǎng)的路由并未在路由表中指定時(shí)，均可以通過(guò)默認(rèn)路由來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。如果沒(méi)有設(shè)置默認(rèn)路由， 那么無(wú)法到達(dá)未在路由表中指定路由項(xiàng)的網(wǎng)絡(luò)目的地址。

　　設(shè)置默認(rèn)路由后，把數(shù)據(jù)包的路由責(zé)任移交到了路由器，優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)化了本地計(jì)算機(jī)上的路由表和配置，缺點(diǎn)則是計(jì)算機(jī)無(wú)法明確目的地址是否可達(dá)，從而 可能發(fā)送針對(duì)不可到達(dá)地址的流量。雖然位于路由路徑上的路由器知道目的地址不可達(dá)時(shí)會(huì)使用ICMP目的地址不可達(dá)信息來(lái)通知原始發(fā)送主機(jī)，但是這個(gè)過(guò)程 中，已經(jīng)占用了額外的網(wǎng)絡(luò)流量。

　　在Windows系統(tǒng)中，創(chuàng)建默認(rèn)路由可以通過(guò)以下兩種方式實(shí)現(xiàn)：

　　在網(wǎng)絡(luò)接口的TCP/IP選項(xiàng)中設(shè)置默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，從而創(chuàng)建默認(rèn)路由;

　　使用 route add 命令添加網(wǎng)絡(luò)地址為0.0.0.0、網(wǎng)絡(luò)掩碼為0.0.0.0的默認(rèn)路由;

　　推薦大家總是使用前一種方式。

　　配置多個(gè)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)

　　你可以在單個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口、多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口上同時(shí)配置多個(gè)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，但是TCP/IP同時(shí)只會(huì)使用一個(gè)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)(默認(rèn)路由)，這個(gè)當(dāng)前使用的默認(rèn)網(wǎng)關(guān) 稱(chēng)為活動(dòng)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)(活動(dòng)默認(rèn)路由)。當(dāng)不同網(wǎng)絡(luò)接口所連接的網(wǎng)絡(luò)之間沒(méi)有連接性時(shí)(如一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口連接到Internet，而一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口連接到內(nèi)部網(wǎng) 絡(luò))，在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口上同時(shí)配置默認(rèn)網(wǎng)關(guān)可能會(huì)帶來(lái)連接性問(wèn)題(具體的問(wèn)題我將在后文描述)，因此微軟不推薦大家在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口上同時(shí)配置默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，并且 當(dāng)你進(jìn)行這種配置時(shí)會(huì)進(jìn)行警告，不過(guò)不會(huì)阻止你的操作。

　　當(dāng)在配置多個(gè)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)時(shí)，將根據(jù)以下條件來(lái)選擇活動(dòng)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)：

　　當(dāng)路由表中具有多個(gè)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)時(shí)，TCP/IP根據(jù)躍點(diǎn)數(shù)來(lái)進(jìn)行選擇，躍點(diǎn)數(shù)最低的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)具有最高的優(yōu)先級(jí);

　　如果路由表中具有多個(gè)具有最低躍點(diǎn)數(shù)的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，那么TCP/IP根據(jù)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口在網(wǎng)絡(luò)連接的高級(jí)設(shè)置中的綁定優(yōu)先級(jí)來(lái)決定

　　死網(wǎng)關(guān)檢測(cè)

　　TCP/IP會(huì)通過(guò)死網(wǎng)關(guān)檢測(cè)算法來(lái)檢測(cè)當(dāng)前活動(dòng)的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)是否存活，如果活動(dòng)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)發(fā)生故障，則TCP/IP會(huì)及時(shí)調(diào)整路由表，選擇使用下一個(gè)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，選擇方式與原方式一致，只是排除了發(fā)生故障的原活動(dòng)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。

　　死網(wǎng)關(guān)檢測(cè)算法的完整描述如下：

　　當(dāng)TCP/IP在通過(guò)活動(dòng)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)向某個(gè)目標(biāo)IP地址進(jìn)行TCP通信時(shí)，如果失敗的嘗試次數(shù)達(dá)到 TcpMaxDataRetransmissions注冊(cè)表值(默認(rèn)為5)的一半(即3次)還沒(méi)有收到響應(yīng)，TCP/IP將到達(dá)該目標(biāo)IP地址的通信改為 使用列表中的下一默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。當(dāng)超過(guò)25%的TCP連接轉(zhuǎn)向下一默認(rèn)網(wǎng)關(guān)時(shí)，TCP/IP將活動(dòng)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)修改為這些連接當(dāng)前使用的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。

　　如果此時(shí)原始默認(rèn)網(wǎng)關(guān)從故障中回復(fù)，TCP/IP將繼續(xù)使用當(dāng)前的活動(dòng)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，而不會(huì)轉(zhuǎn)移到原始默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，除非重啟計(jì)算機(jī)。如果當(dāng)前的活動(dòng)默 認(rèn)網(wǎng)關(guān)也出現(xiàn)故障，那么TCP/IP就會(huì)繼續(xù)嘗試使用列表中的下一個(gè)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，在嘗試完整個(gè)列表后將返回到列表的開(kāi)始，又從第一個(gè)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)開(kāi)始進(jìn)行嘗試。

　　死網(wǎng)關(guān)檢測(cè)僅監(jiān)視TCP流量，如果其他類(lèi)型的流量連接失敗，不會(huì)切換默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。另外TCP是端到端的協(xié)議，因此即使當(dāng)前默認(rèn)網(wǎng)關(guān)完全正常，本地計(jì)算機(jī)的TCP通信失敗也可能會(huì)導(dǎo)致切換默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。

　　當(dāng)不同網(wǎng)絡(luò)接口所連接的網(wǎng)絡(luò)之間沒(méi)有連接性時(shí)(如一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口連接到Internet，而一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口連接到內(nèi)部網(wǎng)絡(luò))，如果在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口上 同時(shí)配置默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，在活動(dòng)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)出現(xiàn)故障導(dǎo)致切換默認(rèn)網(wǎng)關(guān)時(shí)，就可能會(huì)引起連接性故障。比如活動(dòng)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)為Internet連接，當(dāng)它出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，此時(shí) 默認(rèn)網(wǎng)關(guān)切換為內(nèi)部連接，此時(shí)，本地計(jì)算機(jī)將無(wú)法再訪問(wèn)位于Internet連接上的主機(jī)。對(duì)于這種情況，微軟建議使用 route add 來(lái)添加對(duì)應(yīng)目的網(wǎng)絡(luò)的匹配路由，而不是設(shè)置多個(gè)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。