路由子系统——Scope

爱被打了一巴掌 2022-08-02 00:13 229阅读 0赞

# Scope #

Scope类似作用域的概念。路由和IP地址可以指定Scope，用来告诉内核它们在那些情况下是有意义的，是可以被使用的。

**Scope分为两种：路由的Scope 和 IP地址的Scope**  
**路由的Scope：**表示到目的网络的距离。  
**IP地址的Scope：** 表示该IP地址到达本地主机有多远。

## 常用的Scope ##

### IP地址常用的Scope ###

**主机：**表示该地址只用于主机的内部通信。例如：127.0.0.1  
**链路：**表示地址尽在局域网内部有意义（链路层互联），如子网广播地址  
**全域：**表示地址可以在任何地方使用。（这是大多数地址的默认Scope）

*\**注意点：\*\*\*Scope并不能反映可路由（公开）地址和不可路由（私有）地址之间的区别。10.0.0.1和165.2.2.2的Scope都可能是链路或全域。广播地址和会换地址由内核来制定合适的Scope。

### 路由常用的Scope ###

**主机：** 路由表示的目的地址为本地主机。  
**链路：**路由表示的目的地址为本地网络。  
**全域：**路由表示的目的地址超过一个下一跳

## Scope的应用 ##

路由Scope和IP地址Scope在路由代码和内核其他部分都有广泛的应用。  
**关于IP地址的Scope**  
首先，我们要知道，对于Linux而言，IP地址属于主机而不是接口。这样当主机有两个接口，如eth0，eth1（例如我们路由期Wan口为eth0：202.202.202.202，lan口为eth1：192.168.1.1），两个IP地址（202.202.202.202和192.168.1.1）都是属于主机的，尽管他们配置在不同的接口上。这样，如果没有进行进一步的配置，我们来考虑下ARP应答：假设路由器从eth0（即wan口）接收到ip地址为192.168.1.1的地址请求（即wan端有主机ping 192.168.1.1）路由器是会给予应答的。（当然我们可以通过ARP\_IGNORE特性进行配置）。  
IP地址属于主机，那么，往我们的主机有多个IP地址时，当主机需要往外传送数据是，选择哪一个IP地址作为源IP，就需要进行判断了。对IP地址配置不同的Scope在这里就会得到一定的应用了。  
**关于路由的Scope**  
我们来看下图有关于路由的Scope的应用：  
![路由Scope示意图][Scope]  
图中，主机A需要往主机B发送消息。第一条路由的Scope为链路，目的地址为子网10.0.1.0/24，主机A无法通过该路由到达主机B。第二条路由的Scope为全域，主机A通过eth0到达网关10.0.1.1，在经网关传送到主机B。  
*路由有更大的Scope能够保证封包能够到达更远的地方*

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# Scope在Linux中的实现 #

### Scope在linux内核中描述 ###

Linux内核中用枚举常量来表示Scope：

enum rt_scope_t
    {
        RT_SCOPE_UNIVERSE=0,    //scope 为全域 所有远程非直连目的地
    /* User defined values */
        RT_SCOPE_SITE=200,      //scope 
        RT_SCOPE_LINK=253,      //scope 为链路
        RT_SCOPE_HOST=254,      //scope 为本机
        RT_SCOPE_NOWHERE=255    //被代码视为非法scopte
    };

**路由Scope**  
路由Scope被保存在结构体struct fib\_alias的fa\_scope字段

struct fib_alias {
        struct list_head    fa_list;
        struct fib_info     *fa_info;
        u8          fa_tos;
        u8          fa_type;
        u8          fa_scope; //路由Scope
        u8          fa_state;
    #ifdef CONFIG_IP_FIB_TRIE
        struct rcu_head     rcu;
    #endif
    };

**IP地址Scope**  
IP地址的Scope保存在结构体struct in\_ifaddr中。

struct in_ifaddr
    {
        struct in_ifaddr    *ifa_next;
        struct in_device    *ifa_dev;
        struct rcu_head     rcu_head;
        __be32          ifa_local;
        __be32          ifa_address;
        __be32          ifa_mask;
        __be32          ifa_broadcast;
        unsigned char       ifa_scope; //IP地址的Scope
        unsigned char       ifa_flags;
        unsigned char       ifa_prefixlen;
        char            ifa_label[IFNAMSIZ];
    };

## 路由Scope与吓一跳Scope之间的关系 ##

[Scope]: /images/20220731/429fecb9dc3948239fb178a21b9b733f.png