Linux 筆記：看懂 ip route 與 route

前陣子因為實驗需求，我經常使用 ip route 和 route 來操作與查看 routing table。在這段期間，我做了不少研究和實驗，現在趁著記憶還很清晰，把這些知識整理成文章分享給大家。

ip route 路由表記錄格式

每條 route entry 的基本格式如下： <destination> via <gateway> dev <interface> proto <protocol> src <source> <options>

讓我們來看看各個欄位的含義：

1. default：預設路由，當封包無法匹配到其他更具體的 routing rules 時，就會套用這條路由。
2. via <gateway>：指定 next hop 的 IP address，系統會透過這個 gateway 來轉發封包。
3. dev <interface>：指定用來傳送該路由流量的 network interface，例如 eth0。
4. proto <protocol>：標示路由的來源，最常見的有：
   • kernel：系統開機時由 kernel 自動建立。就算修改這個條目，系統很有可能重新建立它
   • dhcp：透過 DHCP protocol 動態取得
   • static：管理員手動設定
5. scope：定義路由的作用範圍：
   • global：具有 gateway 的 unicast route，可轉發到外部網路
   • link：local direct route，不需經過 gateway 即可到達
   • host：僅針對 local host 的路由
6. metric：route priority，數字越小代表優先級越高
7. src：指定 source IP address，用於設定 local interface 在該路由下使用的 IP。換句話說，當你的電腦要使用這條路由傳送封包時，它會使用這個 IP 位址作為封包的「發送者地址」

特別要注意的是，src option 僅會影響該 host 本身產生的網路封包。對於那些經由本機轉發的封包，因為它們本身就已經帶有 source IP，所以 src 參數的設定不會對它們造成影響，除非你特別使用 NAT 來進行修改。

ip route 與 route -n 輸出欄位的對照與說明

在 Linux 系統中，ip route 和 route -n 都是查看 routing table 的常見工具。說到這兩個指令的差異，雖然就排版的角度來看，我個人比較喜歡 route -n 的呈現方式，但不得不說 ip route 確實有它的優勢：不僅在大多數 Linux distributions 中都是預設安裝的，而且還能提供更豐富的路由資訊。

讓我們透過實際的例子來看看，這兩個指令的輸出該如何轉換和解讀：

• route -n 的輸出：
  0.0.0.0 172.22.112.1 0.0.0.0 UG 0 0 0 eth0
• ip route 的輸出：
  default via 172.22.112.1 dev eth0 proto kernel

這條路由的含義是：當封包無法匹配到其他路由規則時（也就是預設路由），系統會將流量透過 eth0 介面發送到閘道器 172.22.112.1。

讓我們來看看欄位的對應關係：

• Destination： route -n 中的 0.0.0.0 對應到 ip route 中的 default 關鍵字，兩者都代表預設路由。
• Gateway： 兩個指令都清楚地標示出閘道器的 IP 位址是 172.22.112.1（分別以 Gateway 和 via 表示）。
• Genmask： 在 route -n 中使用 0.0.0.0 作為子網路遮罩，表示會匹配所有 IP。而在 ip route 中，這個概念已經包含在 default 關鍵字裡了。
• Flags： route -n 中的 UG 旗標包含兩層含義：
  • U（Up）：表示路由已啟用
  • G（Gateway）：表示此路由需要透過閘道器轉發
• Iface： 兩者都指出使用的是 eth0 介面（分別以 Iface 和 dev 表示）。
• Others： Metric、Ref 和 Use 這些資訊在 ip route 的預設輸出中是看不到的。

再來看另一個例子：

• route -n 的輸出：
  172.18.0.0 0.0.0.0 255.255.255.0 U 0 0 0 my-br
• ip route 的輸出：
  172.18.0.0/24 dev my-br proto kernel scope link src 172.18.0.1 linkdown

這條路由告訴我們：前往 172.18.0.0/24 網路的流量應該透過 my-br interface 傳送，並使用 172.18.0.1 作為來源 IP。不過要特別注意的是，因為 linkdown 狀態顯示該 interface 目前處於關閉狀態，所以這條路由實際上是無法使用的。

讓我們來看看欄位的對應關係：

• Destination： 兩者都指向 172.18.0.0 這個網段，但 ip route 採用更現代的 CIDR notation /24。
• Gateway： route -n 中的 0.0.0.0 表示這是 directly connected network，不需要 gateway。同樣地，ip route 中沒有 via keyword 也是相同的意思。
• Netmask： 255.255.255.0 等同於 CIDR 的 /24 notation。
• Flags： 這裡就能看出 ip route 的優勢了 —— 它不只顯示了基本的 U（Up）status，還額外標示出 linkdown status，讓我們立即知道 interface 已經關閉。
• Others：
  • src 172.18.0.1：指定 interface 的 IP address
  • scope link：表示這是 local direct route
  • proto kernel：說明這條 route 是由 kernel 所設定的

絕大多數情況，route -n 輸出的 Genmask = 255.255.255.255 時，Flags 會包含 H。對應 route -n 輸出的欄位是 subnet mask = /32。意思是這個路由規則，只服務 1 個特定 IP。

ip route 常用指令

1
# 新增一條 route entry
2
# ip route add [type] [prefix] via [next-hop] dev [interface] [table table-id] [src source-ip]
3
ip route add 192.168.0.0/24 via 192.168.1.1 dev eth0
4

5
# 移除特定的 route entry
6
# ip route delete <route-spec>
7
# <route-spec> 不需要照順序，也不需要全部條件命中
8
ip route delete default via 192.168.1.1 dev eth0
9

10
# 顯示 routing table 的內容
11
# 預設只會顯示 main table（table id 254）
12
ip route show table all
13
# 也可以指定特定 table
14
ip route show table local
15

2 collapsed lines
16
# 清除 routing cache
17
ip route flush cache